汽车白车身焊接技术
目录
引言
第一章汽车白车身焊接概述
第二章电阻焊
第三章CO2 焊
第四章焊接安全与防护
摘要
汽车工业中，焊接是汽车零部件与车身制造中的一个关键环节，起着承上启下的特殊作用，车身的焊装质量直接决定着后面工序的质量，车身的装配质量不良，不仅影响整车外观，还会导致漏雨、风噪、路噪和车门关闭障碍的发生，所以，汽车白车身焊接技术应该引起足够重视。
关键词
焊接、电阻点焊、CO2气体保护焊、焊缝、焊接安全用电技术。
引言
汽车车身壳体是一个复杂的结构件，它是由百余种、甚至数百种薄板冲压件经焊接、铆接、机械联结及粘接等方法联结而成的。由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢，所以焊接是现代车身制造中应用最广泛的联结方式。
汽车白车身主要应用的焊接方法有电阻焊（包括点焊、凸焊）、电弧焊（包括CO2气体保护焊、螺柱焊）以及钎焊等。由于汽车的白车身主要是冲压、轧制的薄板构件，故点焊在其中被广泛采用。
焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在汽车制造中得到广泛的应用。随着技术的进步，焊接新工艺、新材料、新方法不断运用在汽车制造中，镀层钢板、轻金属材料的焊接问题，高分子材料、复合材料、异种材料、特种材料对汽车焊接提出了新的挑战。而汽车焊接过程中的机器人与自动化技术使汽车焊接面貌大为改观。
在此论文中，主要介绍的是奇瑞汽车河南工厂焊装车间的一些焊接方法与工艺，如主要用的电阻点焊机和CO2焊机。
第一章汽车白车身焊接概述
第一节焊接概述
在金属结构及其他机械产品的制造中常需将俩个或俩个以上的零件按一定的形式和尺寸连接在一起，这种连接通常分俩大类，一类是可拆卸的，就是不必破坏连接件本身就可以将它们分开，如螺栓连接等。另一类连接就是永久性连接，即必须在毁坏零件后才能拆卸，如焊接。
焊接是通过加热或加压，或者俩者并用，并且使用或不用填充材料，使工件达到结合的方法。
为了获得牢固的结合，在焊接过程中必须是焊件彼此接近到原子间的力能够相互作用的程度。为此，在焊接过程中，必须对需要结合的地方通过加热使之熔化，或者通过加压使之造成原子或分子间的结合与扩散，从而达到不可拆卸的连接。
按照焊接过程金属所处的状态及工艺的特点，可以将焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。
熔化焊是利用局部加热的方法将连接处的金属加热至熔化状态而完成的焊接。在加热的条件下，增强了金属原子的功能，促进原子间的相互扩散，当被焊接金属加热至熔化状态形成液态熔池时，原子之间可以扩散和紧密接触。因此冷却凝固后，即可形成牢固的焊接接头。常见的有气焊、电弧焊、气体保护焊等离子焊等。
压力焊是利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法。这类焊接有俩种形式，一种是将
被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定压力，以使金属原子间相互结合形成牢固的焊接接头。二是不进行加热，仅在被焊接金属接触面上施加足够大的压力，借助于压力所引起的塑性变形，以使原子间相互接近而获得牢固的压挤接头，常见的压力焊有电阻焊、冷压焊、爆炸焊等。
钎焊是把比被焊金属熔点低的钎料金属加热熔化至液态，然后使其渗透到被焊金属的间隙中而达到结合的方法。焊接时被焊接金属处于固态状态，工件只适当加热，没有受到压力的作用，仅依靠液态金属与固态金属之间的原子扩散而形成牢固的焊接接头。常见的钎焊有烙铁焊、火焰焊等。
在汽车生产过程中，为便于制造，车身设计时，通常将车身划分为若干个分总成，各分总成又划分为若干个合件，合件由若干个零件组成。车身装焊的顺序则是上述过程的逆过程，即先将若干个零件装焊成合件，再将若干个合件和零件装焊成分总成，最后将分总成和合件、零件装焊成车身总成，所以车身制造中应用最多的是电阻焊，其包括点焊、缝焊、凸焊等，一般占整个焊接工作量的60%以上，有的车身几乎全部采用电阻焊。除此之外就是二氧化碳碳气体保护焊，它主要用于车身骨架和车身总成的焊接中，气焊用于车身总成补焊。
由于车身零件大都是薄壁板件或薄壁杆件，其刚性很差，所以在装焊过程中必须使用多点定位夹紧的专用装焊夹具，以保证各零件或合件在焊接处的贴合和相互位置，特别是门窗等孔洞的尺寸等。这也是车身装焊工艺的特点之一。
第二节焊接工艺基础知识
在焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头形式及坡口的形式也不同。焊接接头的形式有：对接接头、角接接头、T形接头及搭接接头等。
（一）对接接头
俩件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头叫做对接接头。在各种焊接结构中，它是采用最多的一种接头形式。
（二）角接接头
俩焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头叫做角接接头，这种接头的受力状况不好，常在不重要的结构中使用。
（三）T形接头
一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头。
（四）搭接接头
俩件部分重叠构成的接头叫做搭接接头。
焊接位置种类
根据《焊接术语》GB/T35-1994的规定，焊接位置，即熔焊时，焊接接缝所处位置的空间位置，可用缝焊倾角和缝焊转角来表示。有平焊、立焊、横焊和仰焊位置等。
焊缝仰角，即焊缝轴线与水平面之间的夹角。焊缝转角，即焊缝中心线和水平参照面的夹角。
（1）平焊位置焊缝倾角0°，焊缝转角90°的焊接位置。
（2）横焊位置焊缝倾角0°，180°；焊缝转角0°，180°的对接位置
（3）立焊位置焊缝倾角90°（立向上），270°（立向下）的焊接位置。
（4）仰焊位置对接焊缝倾角0°，180°；转角270°的焊接位置。
焊缝的形式
焊缝可分为以下几种形式
1、对接焊缝：在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面焊接的焊缝。
2、角焊缝：沿俩直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。
3、端接焊缝：构成端接接头所形成的焊缝。
4、塞焊缝：俩零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接俩板所形成的焊缝，只在孔内焊角焊缝者不称塞焊。
5、槽焊缝：俩板相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接俩板的焊缝。
焊缝的形状尺寸
1、焊缝的宽度，焊缝表面与母材的交界处叫焊趾，焊缝表面俩焊趾之间的距离叫焊缝宽度。
2、余高，超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高。
3、熔深，在焊接接头横截面上，母材或前道焊缝熔化的深度叫熔深。
4、焊缝厚度，在焊缝横截面中，从焊缝的正面到焊缝背面的距离，叫焊缝的厚度。
5焊脚，角焊缝的横截面，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离叫焊脚。
当其他条件不变时，增加焊接电流，则焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度则几乎保持不变。当其他条件不变时，电弧电压增加，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高将略有减少。焊接速度对焊缝厚度和焊缝宽度有明显的影响。当焊接速度增加时，焊缝的厚度和焊缝的宽度都大为下降，这是因为焊接速度增加时，焊缝单位时间内输入的热量减少了。
第二章电阻焊
第一节电阻焊概述
电阻点焊过程及焊点质量的稳定性一直是电阻点焊质量控制研究中的关键问题，历来被认为是电阻焊质量控制的研究重点，并引起了工业界和研究机构的高度重视。因此，为了提高焊接质量，需要对熔核形成过程的有关电参数进行控制，以形成合格焊点，或者在线监测和控制与熔核形成有关的物理参量，以实时监测并控制焊接过程，实现在线判定和控制焊点质量，这对于保证焊点质量的稳定性，提高点焊合格率，达到降低成本和提高生产效率具有十分重要的实际意义。
车身制造中应用最多的是电阻焊，一般占整个焊接工作量的60%以上，有的车身几乎全部采用电阻焊。
电阻点焊是焊件在接头处接触面的个别点上被焊接起来。
电阻焊是将置于两电极之间的工件加压，并在焊接处通以电流，利用电流通过工件本身产的的热量来加热而形成局部熔化，断电冷却时，在压力继续作用下而形成牢固接头。这种工艺过程称为电阻焊。电阻焊的种类很多，按接头形式可分为搭接电阻焊和对接电阻焊两种。结合工艺方法，搭接电阻焊又可分为点焊、缝焊和凸焊三种，对接电阻焊一般有电阻对焊和闪光对焊两种。
电阻焊的特点：利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的热量对工件加热。即热量不是来源于工件之外，而是内部热源。整个焊接过程都是在压力作用校完成的，即必须施加压力。在焊接处不需加任何填充材料，也不需任何保护剂。形成电阻焊接头的基本条件只有电极压力和焊接电流。
焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法称为电阻点焊。电阻点焊的焊接循环主要由由预压、焊接、维持和休止四个基本阶段组成必要时可增附加程序。
1预压阶段—电极下降到电流接通阶段，确保电极压紧工件，使工件间有适当压力。
这个阶段包括电极压力的上升和恒定两部分。为保证在通电时电极压力恒定.预压时间必须保证.尤其当需连续点焊时.须充分考虑焊机运动机构动作所藉时间，不能无限缩短。
预压的目的是建立稳定的电流通道.以保证焊接过程获得孟复性好的电流密度。对厚板或刚度大的冲压零件，有条件时可在此期间先加大预压力，而后再回复到焊接时的电极力，使接触电阻恒定而又不太小，以提高热效率。
2、焊接时间—焊接电流通过工件，产热形成熔核。
这个阶段是焊件加热熔化形成熔核的阶段。焊接电流可基本不变(指有效值.亦可为渐升或阶跃上升。在此期间焊件焊接区的温度分布经历复杂的变化后趋向稳定。起初输入热盆大于散失热尹.温度上升，形成高温塑性状态的连接区，并使中心与大气隔绝.保证随后熔化的金属不氧化，而后在中心部位首先出现熔化区。随粉加热的进行熔化区扩大，而其外围的塑
性壳(在金相试片上呈环状故称塑性环)亦向外扩大.最后当输入热t与散失热，平衡时达到德定状态。当焊接参数适当时，可获得尺寸波动小于15%的熔化核心。
在此期间可产生下列现象:
(l)液态金属的搅拌作用。液态金属通电时受电磁力作用产生漩涡状流动.当把熔核视作地球状且电极端处为二极.其运动方向为—赤道部分由周围向球心流动，而后流经两极再沿外表向赤道呈封闭状流动。对于同种金属点焊.搅拌仅需将焊件表、面的氧化膜搅碎即可，但异种金属点焊时.必须充分搅拌以获得均质的熔化核心。如通电时间太短，搅拌不充分.将产生游涡状的非均质熔核。
(2)飞溅按产生时期可分为前期和后期两种;按产生部位可分为内飞溅（处于两焊件间)和外飞溅（焊件与电极接触侧)两种。前期飞溅产生的原因大致是:焊件表面清理不佳或接触面上压强分布严重不匀，造成局部电流密度过高引起早期熔化，此时因无塑性环保护，必发生飞溅。防止前期飞溅的措施有:加强焊件清理质t，注意预压前的对中。有条件时可采用渐升电流或增加预热电流来减慢加热速度.避免早期熔化而引起飞溅。
后期飞溅产生的原因是:熔化核心长度过大，超出电极压力有效作用范围，从而冲破塑性环在径向造成内飞溅，在轴向冲破板表面造成外飞溅。这种情况一般产生在电流较大、通电时间过长的场合。可用缩短通电时间及减小电流的方法来防止。
飞溅在外表面首先影响外观，其次产生的疤痕影晌耐腐蚀及疲劳性能。内部飞溅的残迹有可能在运行时脱落，如进入管路《如油管).将造成堵塞等严重事故。
(3)胡须在加热到半熔化温度的熔核边缘，当某些材料《如高温合金)中低熔点夹杂物较多聚集在晶界处时，这部分杂质首先熔化并在电极压力的作用下被挤出呈空隙。在随后的过程中，空间有时能被液态金属充坡满，但亦可能未充坡满，这种组织形貌在金相试样上称为胡须，而未充坡满的胡须犹如裂纹，是一种危险缺陷。
3、维持时间—切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够强度。
此阶段不再输入热t.熔核快速散热、冷却结晶。结晶过程遵循凝固理论。由于熔核体积小，且夹持在水冷电极间.冷却速度甚高，一般在几周内凝固结束。由于液态金属处于封闭的塑性壳内.如无外力.冷却收缩时将产生三维拉应力.极易产生缩孔、裂纹等缺陷.故在冷却时必须保持足够的电极压力来压缩熔核体积，补偿收缩。对厚板、铝合金和高温合金等琴件，希望增加顶锻力来达到防止缩孔、裂纹。这时必须精确控制加顶锻力的时刻。过早将液态金属因压强突然升高使塑性环被冲破，产生飞溅;过晚则因凝固缺陷已形成而无效。此外加热后冷缓电流.降下已授固速度，亦有利于防止缩孔和裂纹的产生。
4、休止时间—电极开始提起到电极再次开始下降，开始下一个焊接循环。
此阶段只适用于焊接循环重复进行的场合.特别是在焊接淬硬钢时采用一般插在维持时间内.当焊接电流结束，熔核完全凝固且冷却到完成马氏体转变之后再插入.其目的是改善金相组织。
为了改善焊接接头的性能，有时需要将下列各项中的一个或多个加于基本循环:
(1)加大预压力以消除厚工件之间的间隙，使之紧密贴合。
(2)用预热脉冲提高金属的塑性，使工件易于紧密贴合、防止飞溅;凸焊时这样做可以使多个凸点在通电焊接前与平板均匀接触，以保证各点加热的一致。
(3)加大锻压力以压实熔核，防止产生裂纹或缩孔。
(4)用回火或缓冷脉冲消除合金钢的淬火组织，提高接头的力学性能，或在不加大锻压力的条件下，防止裂纹和缩孔。
电阻焊的优点
熔核形成时始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。
加热时间短，热量集中，故热影响下，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热
处理。
不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氩等焊接材料，焊接成本低。
操作简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。
生产效率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。但闪光对焊因有火花喷溅，需要隔离。
电阻焊的缺点
面前还没有可靠无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查，以及靠各种监控技术来保证。
点、焊缝的搭接接头不仅增加了构件的重量，且因在俩板间熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。
设备功率大，机械化、自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难。
第二节电阻点焊
点焊是利用在焊件间形成的一个个焊点来联接焊件的。两焊件被压紧于两柱形电极之间并通以强大的电流，利用电阻热将工件焊接区加热到形成应有尺寸的熔化核心为止。然后切断电流，熔核在压力作用下冷却结晶形成焊点。点焊在车身制造中应用最广。点焊的形式很多，但按供电方向来分只有单面点焊和双面点焊两种。在这两种点焊中按同时完成的焊点数又可分为单点、双点和多点焊。
点焊由于焊点间有一定的间距，所以只用于没有密封性要求的薄板搭接结构和金属网、交叉钢筋结构件等的焊接。如果把柱状电极换成圆盘状电极，电极紧压焊件并转动，焊件在圆盘状电极只间连续送进，再配合脉冲式通电。就能形成一个连续并重叠的焊点，形成焊缝，这就是缝焊。它主要用于有密封要求或接头强度要求较高的薄板搭接结构件的焊接，如油箱、水箱等。
点焊是车身制造中应用最广的焊接方法，一辆轿车的车身上有3500~5000个焊点，可以说，汽车车身是一个典型的点焊结构件。
点焊的机械性质
与铆接和螺栓紧固相比，点焊无松动且刚性高，但滑动系数小，在设计时必须注意可能会出现的应力集中。
点焊没有像铆接和螺栓紧固那样的铆钉头和螺帽，所以剥离方向的抗拉强度不如铆接和螺栓紧固，但剪切强度可以选取较大的焊点直径的以保证，因为可以说点焊优于铆接和螺栓紧固。
点焊的疲劳强度，对于单纯的剪切载荷而言语铆接等差别不大，但在板有变形时及承受剥离方向重复的载荷时，其疲劳强度软弱。
由于点焊焊点部分的金属组织不均匀，所以机械强度也不相同，一般周边强度大，中心部强度小。
点焊工艺要求
焊点质量的一般要求
点焊结构靠单个或若干个合格的焊点实现接头的连接，接头质量的好坏完全取决于焊点质量及点距。焊点质量除了取决于焊点尺寸外，还与焊点表面与内部质量有关。
焊点外观上要求表面压坑浅、平滑呈均匀过渡，无明显凸肩或局部挤压的表面鼓起；外表面没有环状或颈项裂纹，也无熔化、烧伤或粘附的铜合金。从内部看，焊点形状应规则、均匀，无超标的裂纹和缩孔等内部缺陷及热影响区金属的组织与力学性能有无发生明显的变化等。
(1)喷溅(飞溅)。按时间分为前期喷溅和后期喷溅;按产生的部位可分为内喷溅(两焊件间，)和外喷溅(焊件与电极接触处)2种
前期喷溅产生的原因是:焊件表面清理不佳或接触面上压强分布严重不匀，造成局部电流密度过高引起早期熔化，此时因无塑性环保护，发生喷溅。
防止前期喷溅的措施有:加强焊件清理质量，注意预压前的对中;有条件时可采用渐升电流或增加预热电流来减慢加热速度，避免早期熔化而引起喷溅。
后期喷溅产生的原因是:熔核长大过快，超出电极压力有效的作用范围，从而冲破塑性环，在径向造成内喷溅，在轴向冲破板表面造成外喷溅。这种情况一般产生在电流较大、通电时间过长的情况下。可通过缩短焊接时间和减小电流的办法来防止。
喷溅在外表面上首先影响外观;其次产生的疤痕影响耐腐蚀及疲劳性能。可通过预热来防止熔核长大过快。预热降低了焊接开始时焊接区金属中的温度梯度，避免金属的瞬间过热和产生喷溅。
(2)收缩性缺陷。主要包括缩孔和收缩性裂纹。点焊时，焊接区加热集中，温度梯度大，加热与冷却速度很快，液态金属被包围在金属塑性环中;同时受焊接区金属变形的影响，特别是奥氏体不锈钢线胀很大的特殊原因。因此，接头易出现缩孔和收缩性裂纹等缺陷。
SUS301 L不锈钢具有低碳钢5倍左右的线胀系数和较高的热强性，因此当压力无法达到很高时就会出现缩孔。缩孔虽然减少了点焊的承载面积，但是对接头的静载强度影响不大，对冲击和疲劳载荷则有一定的影响，特别是同时伴有裂纹的，影响特别明显。因此规定每个焊点仅能存在1个缩孔，且孔径不大于熔核直径的25 % o
缩孔的防止主要靠提高电极压力，特别是熔核形成、焊接区快速冷却时的锻压力来实现。
熔核内部裂纹，可分为横向裂纹及缩孔边缘的裂纹。一般认为存在于熔核中心部位的裂纹，若尺寸较小，对焊接接头的强度影响不大。
出现焊核内部横向裂纹的主要原因是:电极压力太低;焊接电流过大;焊接时间过短。
出现缩孔边缘裂纹的原因是:焊接电流太大或焊接时间过长;电极压力不足。
(3)其他缺陷。
①未焊透。沿贴合面无熔核、熔核尺寸过小或熔透率不足。该缺陷使焊接接头强度大大降低，是点焊的一种危险的缺陷。
产生原因是由于焊接电流太小;焊接时间太短;电极压力过大。
②压痕过深。焊点表面压痕超过规定要求。压痕过深容易造成应力集中，导致焊接接头强度特别是疲劳强度大大下降。
产生的原因是由于电极球面半径过小;电极压力过大;焊接电流太大或焊接时间过长;喷溅所引起。
③熔合线伸人。指熔合线呈直线状伸人熔核内的现象。熔合线的伸入会减少熔核的实际有效直径，从而降低接头强度。这种缺陷对接头疲劳性能影响较大，使用时容易导致接头的破坏。产生的原因是由于焊接表面清理不净;电极球面半径过小，加在熔核边缘的压力相应减少。
④表面烧伤。焊件或电极表面不净，使电极与工件接触位置的电流密度高而集中，造成的局部熔化的烧伤。烧伤会影响接头的抗腐蚀性和表面质量。
在点焊焊接过程中，应按相关规程的要求，尽量避免出现上述的焊接缺陷。
点焊时产生的热量由下式决定： Q=12RtU)(2—1)
式中：Q一产生的热量(J)；I一焊接电流(A)；R一极问电阻(Q)；t一焊接时间(S)。
1．电阻R及影响R的因素
电极间电阻包括工件本身电阻民，两工件间接触电阻R，电极与工件间接触电阻k。即：R=2R+R+28。(2·2)如图2—2所示。当工件和电极一定时，工件的电阻取决与它的电阻率。因此，电阻率是被焊材料的重要性能。电阻率高的金属其导电性差(如不锈钢)，电阻率低的金属其导电性好(如铝合会)。因此，点焊不锈钢时产热易而散热难，点焊铝合金时产热难而
散热易。点焊时，前者可用较小电流(几千安培)，而后者就必须用很大电流(几万安培)。电阻率不仅取决与金属种类，还与会属的热处理状态、加工方式及温度有关。
接触电阻存在的时问是短暂的，一般存在于焊接初期，由两方面原因形成：
(1)工件和电极表面有高电阻系数的氧化物或脏物质层，会使电流遭到较大阻碍。过厚的氧化物和脏物质层甚至会使电流不能导通。
(2)在表面十分洁净的条件下，由于表面的微观不平度，使工件只能在粗糙表面的局部形成接触点。在接触点处形成电流线的收拢。由于电流通路的缩小而增加了接触处的电阻。电极与工件间的电阻％与R和风相比，由于铜合会的电阻率和硬度一般比工件低，因此很小，对熔核形成的影响更小，我们较少考虑它的影响。
2．焊接电流的影响
从公式(2-1)可见，电流对产热的影响是平方关系，比电阻和时间两者都大。因此，在焊接过程中，它是一个必须严格控制的参数。引起电流变化的主要原因是电网电压波动和交流焊机次级回路阻抗变化。阻抗变化是因为回路的几何形状变化，或因在次级回路中引入了不同量的磁性金属。
3．焊接时间的影响
为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间(强条件，又称硬规范)，也可采用小电流和长时间(弱条件，也称软规范)。选用硬规范还是软规范，取决于会属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限，使用时以此为准。
4．电极压力的影响
电极压力对两电极问总电阻R有明显的影响，随着电极压力的增大，R显著减小，10但电流增加而使产热递增的幅度并不大，解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊接电流。但电极压力过大，容易在焊接过程中将液态会属挤到熔核周围，反而使点焊质量降低。
5．电极形状及材料性能的影响
由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。
6．工件表面状况的影响
工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波动。囚此，彻底清理：L件表面足保证获得优质接头的必要条件。
第三节焊缝与凸焊
缝焊类似于连续点焊，是以旋转的滚盘状电极代替点焊的柱状电极。所以缝焊的焊缝实质上是由许多彼此互相重叠的焊点组成。
缝焊按滚盘转动与馈电方式可分为连续缝焊，断续缝焊和步进式缝焊等。缝焊主要用于要求气密性的焊缝.
缝焊也是电阻焊，焊接原理跟点焊一样，只不过是缝焊用滚盘代替了点焊的电极，焊件置于两滚盘之间，靠滚盘转动带动焊件向前移动。同时通以焊接电流，形成类似连续点焊的焊缝。
缝焊按滚盘转动与馈电方式分为：连续缝焊、断续缝焊和步进式缝焊。按供电方向或一次成缝条数也可分为单面缝焊、双面缝焊、单缝缝焊和双缝缝焊等。
断续缝焊时，滚盘连续转动，焊件在两滚盘间连续移动，而焊接电流断续接通。由于焊接电流间断地接通，滚盘和焊件有冷却的机会，滚盘损耗小，焊缝也不易过热，因此应用最
广泛。
凸焊是点焊的一种变型，它是利用零件原有的能使电流集中的型面、倒角或预控制的凸点来作为焊接部位的。凸焊时，一次可在接头处形成一个或多个熔核。在汽车车身制造中，凸焊主要用于将较小的零件（如螺母、垫圈等）焊到较大的零件上。
凸焊与点焊相比，其不同点是在焊件上预先加工出凸点，或利用焊件上原有的能使电流集中的型面、倒角等作为焊接时的局部接触部位。因为是凸点接触，提高了单位面积上的压力与电流，有利于板件表面氧化膜的破裂与热量的集中，减小了分流电流，一次可进行多点凸焊，提高了生产率，并减小了接头的变形。
凸焊的特征：
（1）即使热容量明显不同的组合也很容易得到良好的热平衡（焊接厚板和薄板时，厚板上加上突点，厚板的热容量就等于薄板的热容量）。
（2）可得到与板厚无关的低强度焊接（点焊时根据板厚决定焊点的大小）。
（3）电极寿命长，操作效率高。
（4）能进行焊点间距小的点焊。
第三章co2焊
第一节co2焊概述
二氧化碳气体保护焊是一种熔化极气体保护电弧焊接法，它利用焊丝与工件间产生的电弧来熔化金属，由CO2气体作为保护气体，并采用光焊丝作为填充金属。CO2气体保护焊与其他电弧焊相比，具有以下优点：生产率高。操作性能好。焊接质量高。对铁锈的敏感性小。成本低。易于实现机械化和自动化。气体保护焊的适应性强，应用范围广。二氧化碳气体保护焊的规范参数，主要有电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量、焊接速度、焊丝伸出长度、直流回路电感等。选择这些参数的原则是：要在保证焊接质量的前提下，尽可能提高劳动生产率，并要注意焊接规范参数对飞溅，气孔、焊缝形成及焊接过程稳定性的影响。
一、CO2 气体保护焊的特点
CO2 气体保护焊是使用活性气体CO2 作为保护气体的熔化极气体保护焊方法, 和其他焊接方法相比。其特点和优点主要有以下几点:
1.节省能源, 焊接成本低。生产效率比焊条电弧焊高1～3 倍。
2.焊接变形小, 采用短路过渡形式时, 可用于立焊、仰焊、全位置焊接。
3.对油和锈的敏感性很低, 电弧可见性好, 操作简单, 容易掌握。
二、CO2 气体保护焊对电源特性的要求
1.电源的外特性:由于CO2 电弧的静特性是上升的, 所以平特性电源和降特性都可以满足电源- - 电弧稳定条件。一般都采用等速送丝机与平特性电源。
2.电源的动特性: 在短路过渡焊接时有较好的动态品质是指:一是要有足够大短路电流上升速度、短路电流峰值、焊接电压恢复速度,二是焊丝成分及直径不同时, 短路电流增长速度可以自行调节。
三、CO2 气保焊的气孔
CO2 电弧焊时, 由于熔池表面没有熔渣盖覆, CO2 气流又有较强的冷却作用, 因而熔池金属凝固比较快, 但其中气体来不及逸出时, 就容易在焊缝中产生气孔。可能产生的气孔主要有3 种:一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔。
1.一氧化碳气孔:产生CO 气孔的原因, 主要是熔池中的FeO 和C发生还原反应: 如果焊丝中含有足够的脱氧元素Si 和Mn, 以及限制焊丝中的含碳量, 就可以抑制上述的还原反应, 有效地防止CO 气孔的产生。
2.氢气孔:如果熔池在高温时溶入了大量氢气, 在结晶过程中又不能充分排出, 则留在焊缝金属中形成气孔。电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污及铁锈, 以及CO2 气体
中所含的水分。所以, 焊前要适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈, 尽可能使用含水分低的CO2 气体。CO2 气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。
3.氮气孔:来源:一是空气侵入焊接区; 二是CO2 气体不纯。产生氮气原因是保护气层遭到破坏, 大量空气侵入焊区所致。造成保护气层失效的因素有: 过小的CO2 气体流量; 喷嘴被飞溅物部分堵塞; 喷嘴与工件的距离过大, 以及焊接场地有侧向风等。因此, 适当增加CO2 保护气体流量, 保证气路畅通和气层的稳定、可靠, 是防止焊缝中氮气孔的关键。
另外, 工艺因素对气孔的产生也有影响。电弧电压越高, 空气侵入可能性越大, 就越可能产生气孔。焊接速度主要影响熔池的结晶速度。焊接速度慢, 熔池结晶也慢, 气体容易逸出; 焊接速度快, 熔池结晶快,则气体不易排出, 易产生气孔。
四、CO2 焊的电弧电压对焊接过程的影响电弧电压是指从导电嘴到工件之间的电压, 通常在标准焊机配置的情况下(输出电缆长度为3m 或5m)焊机输出电压和电弧电压的大小很接近, 两者之间差值不到1V。一般就把焊机输出电压当成电弧电压。
电弧电压是一个主要的工艺参数, 其大小将影响焊接过程的稳定性、熔滴过渡特点、焊缝成形和焊接飞溅等。
短路过渡时弧长较短, 并具有均匀密集的短路小桥破断的爆炸声。随着电弧电压的增加, 弧长增加, 这时短路小桥破断的爆炸声不规则, 同时飞溅明显增加; 若进一步增加电弧电压, 一直可以达到无短路过程。相反, 随着电弧电压的降低, 弧长变短, 出现较强的短路小桥破断的爆炸声, 进而还可以引起焊丝与熔池的固体短路。
短路过渡时焊接电流一般在200A 以下, 这时, 对应于某一焊接电流, 合适的电弧电压范围较窄, 其变化范围一般仅为2—3V, 电弧电压与焊接电流之间的关系可以以下式表示:U=0.04I+16 土 2 立焊和仰焊时的电弧电压都比平焊时低些。这是由于在较低的电弧电压下, 当熔滴形成较小尺寸时就可与熔池短路, 从而避免了熔滴的飘摆, 保证了短路过渡的可靠性。
当焊接电流在200A 以上时, 即使采用较小的电弧电压, 也难以获得稳定的短路过程, 这时的电弧电压往往较高。电弧电压与焊接电流之间的关系可用下式表示:U=0.04I+20 土2这时基本上不发生短路, 飞溅较小且电弧稳定, 成为带有偏熔特点的射滴过渡形式。
如果焊接电缆需要加长时, 焊接电源的输出电压值需相应增加。
电弧电压对焊缝成形的影响十分明显。不论是小电流(短路过渡区)还是大电流(射滴过渡区)时, 焊缝成形的规律大致相同。
通常电弧电压高时熔深变浅, 熔宽明显增加, 余高减小, 焊缝表面平坦。相反, 电弧电压低时, 熔深变大, 焊缝表面变得窄而高。
五、药芯焊丝CO2 气体保护焊
CO2 气体作为焊接保护气体有着突出的优点: 它能良好地对焊接熔池起保护作用, 在CO2 气体中燃烧的电弧热效率高, 因而焊丝熔化速度快, 母材熔深大, 生产效率高。但CO2 焊又有其固有的缺点:焊接飞溅大、焊缝成形差。药芯焊丝CO2 焊采用气一渣联合保护的焊接方法克服了C02 气体保护焊的缺点, 它有以下一些优点:由于药芯成分改变了纯CO2 电弧气氛的物理、化学性质, 因而飞溅小, 且飞溅颗粒细, 容易清除。又因熔池表面覆盖有熔渣, 所以焊缝
成形类似焊条电弧焊, 比用纯C02 时美观。
与焊条电弧焊相比, 由于C02 电弧的热效率高, 加上焊接电流密度比焊条电弧焊大(可达100A/mm2), 所以焊丝熔化快, 生产率可为焊条电弧焊的3- 5 倍。又由于熔深大, 焊接坡口可以比焊条电弧焊时小,钝边高度则可以增大。在焊接角焊缝时药芯焊丝CO2 焊的熔深可比焊条电弧焊大50%左右, 这既节省了填充金属的使用量, 又可提高焊接速度。
调整粉剂的成分就可焊接不同的钢种, 而不像冶炼实芯焊丝那样复杂。在堆焊研究试验
和生产中尤其方便。
由于焊接熔池受到CO2 和熔渣方面的保护, 所以抗气孔能力比实芯焊丝CO2 电弧焊强。
总之CO2 气保焊机是是一种高效节能焊机, 越来越广泛用于机械,化工, 电力等各领域。
第二节二氧化碳气体保护焊焊接时注意事项
1、短路过渡焊接
CO2电弧焊中短路过渡应用最广泛，主要用于薄板及全位置焊接，规范参数为电弧电压焊接电流、焊接速度、焊接回路电感、气体流量及焊丝伸出长度等。
（1）电弧电压和焊接电流，对于一定的焊丝直径及焊接电流（即送丝速度），必须匹配合适的电弧电压，才能获得稳定的短路过渡过程，此时的飞溅最少。
不同直径焊丝的短路过渡时参数如表：
焊丝直径（㎜） 0.8 1.2 1.6
电弧电压（V） 18 19 20
焊接电流（A） 100-110 120-135 140-180
（2）焊接回路电感，电感主要作用：
a 调节短路电流增长速度di/dt, di/dt过小发生大颗粒飞溅至焊丝大段爆断而使电弧熄灭，di/dt 过大则产生大量小颗粒金属飞溅。
b 调节电弧燃烧时间控制母材熔深。
c 焊接速度。焊接速度过快会引起焊缝两侧吹边，焊接速度过慢容易发生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷。
d 气体流量大小取决于接头型式板厚、焊接规范及作业条件等因素。通常细丝焊接时气流量为5-15 L/min，粗丝焊接时为20-25 L/min。
e 焊丝伸长度。合适的焊丝伸出长度应为焊丝直径的10-20倍。焊接过程中，尽量保持在10-20㎜范围内，伸出长度增加则焊接电流下降，母材熔深减小，反之则电流增大熔深增加。电阻率越大的焊丝这种影响越明显。
f 电源极性。CO2电弧焊一般采用直流反极性时飞溅小，电弧稳定母材熔深大、成型好，而且焊缝金属含氢量低。
2、细颗粒过渡。
（1）在CO2气体中，对于一定的直径焊丝，当电流增大到一定数值后同时配以较高的电弧压，焊丝的熔化金属即以小颗粒自由飞落进入熔池，这种过渡形式为细颗粒过渡。
细颗粒过渡时电弧穿透力强母材熔深大，适用于中厚板焊接结构。细颗粒过渡焊接时也采用直流反接法。
（2）达到细颗粒过渡的电流和电压范围：
焊丝直径（mm）电流下限值（A）电弧电压（V）
1.2 300 34- 35
1.6 400
2.0 500
随着电流增大电弧电压必须提高，否则电弧对熔池金属有冲刷作用，焊缝成形恶化，适当提高电弧电压能避免这种现象。然而电弧电压太高飞溅会显著增大，在同样电流下，随焊丝直径增大电弧电压降低。CO2细颗粒过渡和在氩弧焊中的喷射过渡有着实质性差别。氩弧焊中的喷射过渡是轴向的,而CO2中的细颗粒过渡是非轴向的，仍有一定金属飞溅。另外氩弧焊中的喷射过渡界电流有明显较变特征。（尤其是焊接不锈钢及黑色金属）而细颗粒过渡
则没有。
3、减少金属飞溅措施：
（1）正确选择工艺参数，焊接电弧电压：在电弧中对于每种直径焊丝其飞溅率和焊接电流之间都存在着一定规律。在小电流区，短路过渡飞溅较小，进入大电流区（细颗粒过渡区）飞溅率也较小。
（2）焊枪角度：焊枪垂直时飞溅量最少，倾向角度越大飞溅越大。焊枪前倾或后倾最好不超过20度。
（3）焊丝伸出长度：焊丝伸出长对飞溅影响也很大，焊丝伸出长度从20增至30㎜，飞溅量增加约5%，因而伸出长度应尽可能缩短。
4、保护气体种类不同其焊接方法有区别。
（1）利用CO2气体为保护气的焊接方法为CO2电弧焊。在供气中要加装预热器。因为液态CO2在不断气化时吸收大量热能，经减压器减压后气体体积膨胀也会使气体温度下降，为了防止CO2气体中水分在钢瓶出口及减压阀中结冰而堵塞气路，所以在钢瓶出口及减压之间将CO2气体经预热器进行加热。
（2） CO2＋Ar气作为保护气的焊接方法MAG焊接法，称为物性气体保护。此种焊接方法适用于不锈钢焊接。
（3） Ar作为气体保护焊的MIG焊接方法，此种焊接方法适用于铝及铝合金焊接。
五、基本操作技术
1、注意事项
（1）电源、气瓶、送丝机、焊枪等连接方式参阅说明书。
（2）选择正确的持枪姿势：
a 身体与焊枪处于自然状态，手腕能灵活带动焊枪平移或转动。
b 焊接过程中软管电缆最小曲率半径应大于300m/m焊接时可任意拖动焊枪。
c 焊接过程中能维持焊枪倾角不变还能清楚方便观察熔池。
d 保持焊枪匀速向前移动，可根据电流大小、熔池的形状、工件熔和情况调整焊枪前移速度，力争匀速前进。
2、基本操作
（1）检查全部连接是否正确，水、电、气连接完毕合上电源，调整焊接规范参数。
（2）引弧：CO2气体保护焊采用碰撞引弧，引弧时不必抬起焊枪，只要保证焊枪与工作距离。
a 引弧前先按遥控盒上的点动开关或焊枪上的控制开关将焊丝送出枪嘴，保持伸出长度
10 ～15 mm。
b 将焊枪按要求放在引弧处，此时焊丝端部与工件未接触，枪嘴高度由焊接电流决定。
c 按下焊枪上控制开关，焊机自动提前送气，延时接通电源，保持高电压、慢送丝，当焊丝碰撞工件短路后自然引燃电弧。短路时，焊枪有自动顶起的倾向，故引弧时要稍用力下压焊枪，防止因焊枪抬起太高，电弧太长而熄灭。
3、焊接
引燃电弧后，通常采用左焊法，焊接过程中要保持焊枪适当的倾斜和枪嘴高度，使焊接尽可能地匀速移动。当坡口较宽时为保证二侧熔合好，焊枪作横向摆动。焊接时，必须根据焊接实际效果判断焊接工艺参数是否合适。看清熔池情况、电弧稳定性、飞溅大小及焊缝成形的好坏来修正焊接工艺参数，直至满意为止。
4、收弧
焊接结束前必须收弧。若收弧不当容易产生弧坑并出现裂纹、气孔等缺陷。焊接结束前必须采取措施。
（1）焊机有收弧坑控制电路。焊枪在收弧处停止前进，同时接通此电路，焊接电流电弧电压自动减小，待熔池填满。
（2）若焊机没有弧坑控制电路或因电流小没有使用弧坑控制电路。在收弧处焊枪停止前进，并在熔池未凝固时反复断弧、引弧几次，直至填满弧坑为止。操作要快，若熔池已凝固才引弧，则可能产生未熔合和气孔等缺陷。
第四章焊接安全与防护
1．焊接安全生产的重要性
焊工在焊接时要与电、可燃及易爆的气体、易燃液体、压力容器等接触，焊接时会产生一些因素如有害气体、金属蒸气、烟尘、电弧辐射、高频磁场、噪声和射线等，有时还要在高处、水下、容器设备内部等特殊环境作业。所以，焊接生产中存在一些危险因素，如触电、灼伤、火灾、爆炸、中毒、窒息等，因此必须重视焊接安全生产。
国家有关标准明确规定，金属焊接（气割）作业是特种作业，焊工是特种作业人员。特种作业人员，须进行培训并经考试合格后，方可上岗作业。
2．预防触电
触电是焊接操作的主要危险因素，我国目前生产的焊条电弧焊机的空载电压限制在90V 以下，工作电压为25～40V；自动电弧焊机的空载电压为70～90V；电渣焊机的空载电压一般是40～65V；氩弧焊、CO2气体保护电弧焊机的空载电压是65V左右；等离子弧切割机的空载电压高达300～450V；所有焊机工作的网路电压为380V∕220V，50Hz的交流电，都超过安全电压（一般干燥情况为36V、高空作业或特别潮湿场所，为12V），因此触电危险是比较大的，必须采取措施预防触电。
（1）电流对人体的危害
电流对人体的危害有电击、电伤和电磁场生理伤害三种类型
电击是指电流通过人体内部，破坏心脏、肺部或神经系统的功能，通常称为触电。触电事故基本上是电击，绝大部分触电事故是由电击造成的。
电伤是指加热工件的火星飞溅到皮肤上引起的烧伤。
电磁场生理伤害是指在高频电磁场作用下，使人产生头晕、乏力、记忆力衰退、失眠多梦等神经系统的症状。
（2）焊接操作造成触电原因
触电可分为直接触电和间接触电，直接触电是直接触及焊接设备正常运行时的带电体或靠近高压电网和电气设备而发生触电。间接触电是触及意外带电体（正常时不带电，因绝缘损坏或电气设备发生故障而带电的导体）而发生触电。
1）直接触电
①在更换焊条、电极和焊接过程中，焊工的手或身体某部接触到焊条、焊钳或焊枪的带电部分，而脚或身体其他部位与地或工件间无绝缘保护。但焊工在金属容器、管道、锅炉或金属结构内部施工，或当人体大量出汗，或在阴雨天、潮湿地方焊接时，特别容易发生这种触电事故。
②在接线、调节焊接电流和移动焊接设备时，手或身体某部接触到接线柱等带电体而触电
③在高处焊接作业时触及低压线路或靠近高压网路引起的触电事故。
2）间接触电
①焊接设备的绝缘烧损、振动或机械损坏伤，使绝缘损坏部位碰到机壳，而人碰到机壳引起触电。
②焊机的火线和零线接错，使外壳带电而触电。
③焊接操作时人体碰上了绝缘损坏的电缆、胶木电闸带电部分而触电。
3．预防火灾和爆炸
焊接时，电弧及气体火焰的温度很高并有大量的金属火花飞溅物，而且在焊接过程中还会与可燃及易爆的气体、易燃液体、可燃的粉尘或压力容器等接触，都有可能引起火灾甚至爆炸。因此焊工在工作时，必须防止火灾及爆炸事故的发生。
（1）可燃气体的爆炸
工业上大量使用的可燃气体，如乙炔、天然气等，与氧气或空气均匀混合达到一定限度，遇到火源便会发生爆炸。这个限度称为爆炸极限，常用可燃气在混合物中所占的体积分数来表示。例如，乙炔与空气混合爆炸极限为2.2～81％, 乙炔与氧气混合爆炸极限为2.8～93％，丙烷或丁烷与空气混合爆炸极限分别为2.1～9.5％和1.55～8.4％。
（2）可燃液体的爆炸
在焊接场地或附近放有可燃液体时，可燃液体或可燃液体蒸汽达到一定浓度，遇到焊接火花就会发生爆炸，如汽油蒸汽与空气混合的爆炸极限为0.7～6％。
（3）可燃粉尘的爆炸
可燃粉尘如镁、铝粉尘、纤维素粉尘等，悬浮于空气中，达到一定浓度范围，遇到焊接火花也会发生爆炸。
（4）密闭容器的爆炸
对密闭容器或受压容器焊接时，如不采取适当措施（如卸压）也会产生爆炸。
4．焊接过程中的有害因素
焊接过程中产生的有害因素是有害气体、焊接烟尘、电弧辐射、高频磁场、噪声和射线等。
（1）焊接烟尘
焊接金属烟尘的成份很复杂，焊接黑色金属材料时，烟尘的主要成份是铁、硅、锰。焊接其他金属材料时，烟尘中尚有铝、氧化锌、钼等。其中主要有毒物是锰，使用碱性低氢型焊条时，烟尘中含有极毒的可溶性氟。焊工长期呼吸这些烟尘，会引起头痛、恶心，甚至引起焊工尘肺及锰中毒等。
（2）有害气体
在各种熔焊过程中，焊接区都会产生或多或少的有害气体。特别是电弧焊中在焊接电弧的高温和强烈的紫外线作用下，产生有害气体的程度尤甚。所产生的有害气体主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳和氟化氢等。这些有害气体被吸入体内，会引起中毒，影响焊工健康。排出烟尘和有害气体的有效措施是加强通风和加强个人防护，如带防尘口罩、防毒面罩等。（3）弧光辐射
弧光辐射包括可见光、红外线和紫外线。过强的可见光耀眼眩目；红外线会引起眼部强烈的灼伤和灼痛，发生闪光幻觉；紫外线对眼睛和皮肤有较大的刺激性，引起电光性眼炎。在各种明弧焊、保护不好的埋弧焊等都会形成弧光辐射。弧光辐射的强度与焊接方法、工艺参数及保护方法等有关，CO2焊弧光辐射的强度是焊条电弧焊的2～3倍，氩弧焊是焊条电弧焊的5～10倍，而等离子弧焊割比氩弧焊更强烈。为了防护弧光辐射，必须根据焊接电流来选择面罩中的电焊防护玻璃。
（4）高频电磁场
当交流电的频率达到每秒振荡10～30000万次时，它的周围形成高频率的电场和磁场
称为高频电磁场。等离子弧焊割、钨极氩弧焊采用高频振荡器引弧时，会形成高频电磁场。焊工长期接触高频电磁场，会引起神经功能紊乱和神经衰弱。防止高频电磁场的常用方法是将焊枪电缆和地线用金属编织线屏蔽。
（5）射线
射线主要是指等离子弧焊割、钨极氩弧焊的钍产生放射线和电子束焊对的X射线。焊接过程中放射线影响不严重，钍钨极一般被铈钨极取代，电子束焊的X射线防护主要以屏蔽以减少泄漏。
（6）噪声
在焊接过程中，噪声危害突出的焊接方法是等离子弧割、等离子喷涂以及碳弧气刨，其噪声声强达120～130dB以上，强烈的噪声可以引起听觉障碍、耳聋等症状。防噪声的常用方法是带耳塞和耳罩。
5．焊接劳动保护
焊接劳动保护是指为保障焊工在焊接生产过程中的安全和健康所采取的措施。焊接劳动保护应贯穿于整个焊接过程中。加强焊接劳动保护的措施主要应从两方面来控制：一是从采用和研究安全卫生性能好的焊接技术及提高焊接机械化、自动化程度方面着手；二是加强焊工的个人防护。
第五章汽车工业焊接总体发展趋势
1. 发展焊接机器人自动化柔性生产系统
从目前发展来看，自动化柔性生产系统是汽车焊接的发展趋势，而工业机器人因其自动化和灵活性在轿车生产中得到大规模使用。在焊接方面，主要使用的是六自由度点焊机器人和弧焊机器人。且机器人具有焊钳储存库，可根据焊装部位的不同要求或焊装产品的变更，自动从储存库抓换所需焊钳。传输装置则已发展为采用无人驾驶的更具柔性化的感应导向小车。
2. 发展轻便组合式智能自动焊机
近年来，国内的汽车制造厂都非常重视焊接的自动化。如一汽引进的捷达车身焊装车间的13条生产线的自动化率达80%以上。各条线都由计算机(可编程控制器PLC-3)控制，自动完成工件的传送和焊接。机器人的动作采用点到点的序步轨迹，具有很高的焊接自动化水平，既改善了工作条件，提高了产品质量和生产率，又降低材料消耗。
3. 发展计算机与信息技术
随着计算机与信息技术的工业应用，促进了传统的焊接生产向“精量化”的制造方式转变。
基于虚拟现实建模的机器人焊接过程仿真技术提供了关于工件、夹具和机器人焊枪姿态的三维信息，已大量地应用于焊接过程策划、工艺参数优化以及焊接夹具设计等各个环节。对加快焊接程序的编制、缩短现场调试时间及焊接过程位置信息的准确获取具有重要应用价值。同时，仿真技术也运用于焊缝质量的评估及焊后的应力与变形预测。在新车型设计阶段还可以对多种材料的连接方式及疲劳性能、冲击性能等进行综合考虑，通过对接头的仿真作出适用性评价。
以计算机和信息技术为平台的焊接生产过程信息系统对汽车焊接生产过程的质量分析与优化、企业的管理与决策有着非常重要的意义。
总之，通过大力开发高效节能的焊接新技术、新材料、新工艺和新设备、应用机器人技术，轻便灵巧的智能设备及计算机和信息技术，汽车工业必将取得更大的进步。
致谢
本文是在陈老师及实习指导老师白老师精心指导和大力支持下完成的。李老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神, 兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。在李老师的帮助下，经过反复多次修改，最后顺利完成论文。其中也参考了一些资料和同学的意见。最后再次对关心、帮助我的全系老师和同学表示衷心地感谢.
汽车白车身焊接技术 目录 引言 第一章汽车白车身焊接概述 第二章电阻焊 第三章CO2 焊 第四章焊接安全与防护 摘要 汽车工业中，焊接是汽车零部件与车身制造中的一个关键环节，起着承上启下的特殊作用，车身的焊装质量直接决定着后面工序的质量，车身的装配质量不良，不仅影响整车外观，还会导致漏雨、风噪、路噪和车门关闭障碍的发生，所以，汽车白车身焊接技术应该引起足够重视。 关键词 焊接、电阻点焊、CO2气体保护焊、焊缝、焊接安全用电技术。 引言 汽车车身壳体是一个复杂的结构件，它是由百余种、甚至数百种薄板冲压件经焊接、铆接、机械联结及粘接等方法联结而成的。由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢，所以焊接是现代车身制造中应用最广泛的联结方式。 汽车白车身主要应用的焊接方法有电阻焊（包括点焊、凸焊）、电弧焊（包括CO2气体保护焊、螺柱焊）以及钎焊等。由于汽车的白车身主要是冲压、轧制的薄板构件，故点焊在其中被广泛采用。 焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在汽车制造中得到广泛的应用。随着技术的进步，焊接新工艺、新材料、新方法不断运用在汽车制造中，镀层钢板、轻金属材料的焊接问题，高分子材料、复合材料、异种材料、特种材料对汽车焊接提出了新的挑战。而汽车焊接过程中的机器人与自动化技术使汽车焊接面貌大为改观。 在此论文中，主要介绍的是奇瑞汽车河南工厂焊装车间的一些焊接方法与工艺，如主要用的电阻点焊机和CO2焊机。 第一章汽车白车身焊接概述 第一节焊接概述 在金属结构及其他机械产品的制造中常需将俩个或俩个以上的零件按一定的形式和尺寸连接在一起，这种连接通常分俩大类，一类是可拆卸的，就是不必破坏连接件本身就可以将它们分开，如螺栓连接等。另一类连接就是永久性连接，即必须在毁坏零件后才能拆卸，如焊接。 焊接是通过加热或加压，或者俩者并用，并且使用或不用填充材料，使工件达到结合的方法。 为了获得牢固的结合，在焊接过程中必须是焊件彼此接近到原子间的力能够相互作用的程度。为此，在焊接过程中，必须对需要结合的地方通过加热使之熔化，或者通过加压使之造成原子或分子间的结合与扩散，从而达到不可拆卸的连接。 按照焊接过程金属所处的状态及工艺的特点，可以将焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。 熔化焊是利用局部加热的方法将连接处的金属加热至熔化状态而完成的焊接。在加热的条件下，增强了金属原子的功能，促进原子间的相互扩散，当被焊接金属加热至熔化状态形成液态熔池时，原子之间可以扩散和紧密接触。因此冷却凝固后，即可形成牢固的焊接接头。常见的有气焊、电弧焊、气体保护焊等离子焊等。 压力焊是利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法。这类焊接有俩种形式，一种是将
白车身焊接质量标准及其有效控制探讨 白车身焊接质量标准及其有效控制是汽车制造过程中非常重要的一环。白车身是指车身的主体结构，是整个汽车的基础。焊接是白车身制造过程中最重要的工艺之一，其质量直接影响到车身的安全性和使用寿命。因此，制定白车身焊接质量标准并有效控制焊接质量是汽车制造中不可或缺的一部分。 一、白车身焊接质量标准 白车身焊接质量标准是指制定出的一系列标准，用于评价焊接质量是否符合要求。白车身焊接质量标准主要包括以下几个方面： 1.焊缝外观：焊接后的焊缝应该平整、光滑、无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。 2.焊接尺寸：焊缝的尺寸应该符合设计要求，包括焊缝宽度、高度、深度等。 3.焊接强度：焊接强度是评价焊接质量的重要指标，焊接强度应该符合设计要求。 4.焊接变形：焊接过程中会产生变形，焊接变形应该控制在允许范围内。 5.焊接工艺：焊接工艺应该符合设计要求，包括焊接电流、电压、焊接速度等。
二、白车身焊接质量控制 白车身焊接质量控制是指在焊接过程中采取措施，保证焊接质量符合要求。白车身焊接质量控制主要包括以下几个方面： 1.焊接前准备：焊接前需要对焊接材料进行检查，保证焊接材料的质量符合要求。同时，需要对焊接设备进行检查，保证焊接设备的正常运行。 2.焊接过程控制：焊接过程中需要控制焊接电流、电压、焊接速度等参数，保证焊接质量符合要求。同时，需要对焊接过程中的温度进行控制，避免焊接变形。 3.焊接后检查：焊接后需要对焊接质量进行检查，包括焊缝外观、焊接尺寸、焊接强度等方面，保证焊接质量符合要求。 4.焊接质量记录：需要对焊接质量进行记录，包括焊接材料、焊接参数、焊接质量检查结果等，以便后续追溯。 总之，白车身焊接质量标准及其有效控制对于汽车制造至关重要。制定标准、控制质量、记录过程，可以保证焊接质量符合要求，从而提高汽车的安全性和使用寿命。
激光焊接技术在白车身中的应用 摘要：白车身作为焊接工艺研究的重要内容，为控制人的人身安全和车身的质 量强弱的保证。本文通过对汽车白车身焊接工艺进行简要介绍，重点对汽车白车 身焊接质量管理措施进行重点介绍。 关键词：汽车;白车身;焊接质量 对于汽车白车身，其主要是焊接已经竣工但是没有进行涂装的汽车车身，一 般多是承载式全焊接组织，对于其的焊接工艺种类而言，一般包含MAG焊、MIG 焊、螺柱焊、激光焊以及电阻点焊等，在这些工艺中最为常见的就是电阻点焊。 1 焊接工艺研究 对于电阻点焊来说，其对于两个金属之间原子的融合，主要是根据电流对金 属件形成的电阻热融化中产生的。为了保证焊接发生变形极小和牢固性，焊接时 对于焊点之间的距离、次序、区域及数量要求严格遵守焊接工艺实践，针对其每 个工艺参数对于焊接技术水平的影响。 2概述激光焊接的原理 激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation），从字面不难看 出其意义是通过强光照射激光发生介质，进而使得介质内部原子的电子得到能量，电子运动在受激的情况下轨道发生偏移，从低能态进入高能态。当原子在激发态 的状态下时，受到外界辐射感应，使得这些原子又变迁到低能态，同时有一束光 发出，这束光在传播方向，偏振，相位和频率等方面，与入射光完全相同，即为 受激辐射光。那么如何得到指向性高、高能量密度的激光，就显得尤为重要，也 必须使得观光束能够在激光发生介质的两侧的反射镜内王府往复振荡，这就要求 必须在一种封闭光线的谐振腔内进行，从而光强得到提高，同时光的方向性也得 到了提高。 3激光焊接的优势 激光具备的优势有以下几个方面：①激光具有很强的方向性，在传播的过程中，基本不会向外发生扩散；②激光是一种单纯的单色光，波长和频率一定，不是多种光的混合体；③激光具有特别高的输出功率，当采用透镜进行聚焦后，可以得到高于太阳光几百倍的能量密度；④激光有较好的相关性，具有规律的波峰、波谷。 当前，在汽车车身制造中的主要焊接技术有激光焊、电阻点焊、MAG、MIG 等，而车身不等厚板之间的拼焊以及车身焊接主要采用激光焊接技术。车身框架 结构的焊接，比如侧围与顶盖的焊接。通过激光焊接的应用，车身的重量得到一 定的降低，从某种程度上达到了省油的效果；通过激光焊接的应用，车身的装配 精度得到提高，车身的刚度可以得到30%的提升，这样能够使得汽车的车身具有 更高的安全性能；通过激光焊接的应用，还能有效降低冲压的施工成本和装配的 施工成本，与此同时还能使得车身的零件数量减少，使汽车车身的一体化程度更高。将激光焊接技术运用到汽车车身的制造过程中，最早是从20世纪的80年代 开始的，主要体现在车身焊接方面。激光技术通过偏光镜将反射激光的光束，集 中在聚焦装置中，产生巨大的能量光束，工件在光束的照射下瞬间熔化，焊接成功。 4激光焊接技术在汽车车身制造方面的应用 4.1 激光拼焊技术的应用 拼焊技术是汽车制造中的一个重要环节，普遍应用于汽车制造，在车身制造
白车身焊接质量标准及其有效控制 白车身焊接质量标准及其有效控制 随着汽车工业的不断发展，白车身焊接技术已经成为了汽车生产中不可或缺的一部分。白车身焊接质量的好坏直接影响着汽车的安全性、耐久性和外观质量。因此，制定白车身焊接质量标准并有效控制焊接质量是非常重要的。 白车身焊接质量标准的制定应该考虑以下几个方面： 首先，应该明确焊接质量的要求。焊接质量的要求包括焊缝的强度、密封性、外观质量等方面。这些要求应该根据汽车的使用环境和使用要求来制定。 其次，应该明确焊接工艺的要求。焊接工艺的要求包括焊接设备的选择、焊接参数的设定、焊接顺序的安排等方面。这些要求应该根据焊接材料的特性和焊接结构的特点来制定。 最后，应该明确焊接质量的检验方法和标准。焊接质量的检验方法和标准应该包括焊缝的外观检验、焊缝的尺寸检验、焊缝的强度检验等方面。这些检验方法和标准应该根据焊接质量的要求来制定。
在制定白车身焊接质量标准的同时，还需要有效控制焊接质量。焊接 质量的控制应该从以下几个方面入手： 首先，应该加强焊接工艺的管理。焊接工艺的管理包括焊接设备的维护、焊接参数的调整、焊接顺序的安排等方面。通过加强焊接工艺的 管理，可以保证焊接质量的稳定性和一致性。 其次，应该加强焊接操作人员的培训和管理。焊接操作人员的培训和 管理包括焊接技能的培训、质量意识的培养、操作规范的制定等方面。通过加强焊接操作人员的培训和管理，可以提高焊接质量的水平和稳 定性。 最后，应该加强焊接质量的检验和监控。焊接质量的检验和监控包括 焊接质量的检验、焊接质量的监控、焊接质量的反馈等方面。通过加 强焊接质量的检验和监控，可以及时发现和纠正焊接质量问题，保证 焊接质量的稳定性和一致性。 总之，制定白车身焊接质量标准并有效控制焊接质量是非常重要的。 只有通过制定标准和加强控制，才能保证汽车的安全性、耐久性和外 观质量。
汽车白车身的焊接工艺设计研究 摘要：焊接工艺广泛应用于在汽车白车身的制造环节，做好白车身焊接工艺设计，利于根本上提高汽车白车身品质，保障整体的设计制造效果。我国汽车行业的未来发展趋势更注重汽车整体制造质量，随着消费市场的新要求陆续提出，这就要求增强汽车质量之外，还应具备更多元的性能来满足汽车市场需要，并从客户端逆向传导到焊接工艺设计，进一步提高汽车白车身焊接工艺设计水平。本文详尽分析汽车白车身焊接工艺设计，并对焊接工艺设计要素展开探讨，对重点焊接工艺设计问题予以分析，归纳出科学适宜的解决策略。 关键词：汽车白车身;焊接工艺;设计 汽车是工业发展的重要构成产品，随着社会发展和人民生活水平提高及新冠疫情爆发以来，乘用车领域消费者越来越关注个人出行空间的私密性、隔离性、舒适性，汽车日渐成为主流的交通工具，商用车领域驾驶室是司乘人员长时间工作的空间，驾驶室往生活舱演化的趋势日益明显，白车身焊接工艺质量是满足这些发展趋势和要求的基础，专注于汽车白车身的焊接质量，能更好的提升汽车安全性、舒适性，结合现阶段汽车行业的发展方向，提升汽车白车身焊接工艺设计水平，可有效提升汽车整体的制造质量。 一、汽车白车身焊接工艺的数模设计要求 因工艺成熟、价格适中，汽车白车身结构广泛采用钢制冲压件，如果焊接环节忽视了设计要求，不符合焊接规范，极易导致车身整体强度不足，无法在车辆行驶中充分保证司乘人员的安全，因此，提升汽车白车身焊接工艺的设计研究，保障焊接工艺制造流程的顺畅性、连贯性、一致性，需明确白车身焊接工艺设计要素无遗漏，发挥焊接工艺在产品质量保证的核心作用。
白车身设计需预先完成产品概念设计数模，汽车制造行业应用三维软件完成车体数模设计，获取直观的制造工艺模型，简化汽车制造流程，借助软件的优势，将需要制造的汽车产品更直观表现，更加全面的获取相关参数，完成理想姿态的产品设计。对于汽车白车身焊接工艺设计，可进行虚拟制造仿真评审，将数模匹配验证，设计人员获取白车身结构的尺寸等关键信息，从而构建各级分总的位置关系，协调相应的模型比例参数，提前识别设计问题提前整改，避免引入后续工业化生产。同时，对于白车身焊接工艺设计，可以通过白车身样件或样车的试制验证设计方案，保障白车身设计环节具备整套的产品图纸的准确、真实、全面，满足既定的白车身焊接工艺设计要求。 二、汽车白车身焊接工艺设计的具体流程 (一)确定白车身设计的基准 白车身焊接工艺设计的核心是要求保障整体性，在具体的设计环节需提前完成车身坐标系建立，需优先考虑设计所需的全部基准数据和生产要件，明确新品白车身是在现有生产线上兼容拓展或者是新建生产线体生产，确定白车身的设计基础，保障白车身的各分总成处于同一个基准上，并在模具、夹具、检具上进行一致性传递，从而更好的把控整车尺寸，促使白车身的形状满足特定的设计要求。 对于白车上设计基准来说，应用的范围众多，在白车身制造流程中的多个部分都有体现，需要发挥其应有的设计效用。确定白车身设计基准，秉持一致性的工作原则，使得汽车零件的各个部分都在其特定的位置上，以便于基准测量过程更加简便，继而从根本上降低了焊接工艺的操作难度。在白车身装配设计环节，明确几何基准，更好地突出白车身分总成特征，使其处于明显位置的同时，更好的表达其在设计坐标系统的理论应用优势。白车身分总成的几何基准位置具有准确性，将对车身装配形状的精确度产生直接影响，必须注重基准位置确定工作流程的科学性，要求设计人员预先完成详尽的研究分析，完成白车
浅论汽车白车身焊接工艺分析及工装设 计 摘要：近年来我国的科学技术和经济水平都得到了蓬勃的发展，在这样的快 节奏时代背景之下，我国社会生活当中的各行各业都紧随时代发展趋势不断地进 行着与时俱进的创新和变革。汽车制造行业当中的焊接工艺也在这样的快节奏时 代洪流当中不断地引入了现代化的科学技术和工艺方法，从而在某种程度上提升 了汽车车头的稳定性和安全性，相关的技术管理人员在汽车的焊接工艺以及钣金 材料控制工作上，需要严格按照相关的要求和标准来管理，从而全面提升汽车制 造行业的加工效果和质量水平。本篇文章将针对这一点作出简要分析以供参考。 关键词：汽车白车身；焊接工艺；工装设计 汽车生产工艺一般可分为冲压、焊装、涂装和总装工艺，其中，焊装质量直 接影响着车身的精度和质量，因此对焊装工艺的研究对于汽车生产具有重要意义。这是因为如果汽车白车身的整体焊接出现任何不稳定的变动，都会对整个汽车的 工装及后期的投入使用带来极大的安全隐患。因此，相关的技术工作人员一定要 将现代化的焊接工艺引入到汽车白车身的焊接加工环节当中，并结合工装设计工 作全面提升汽车白车身整体稳定性和安全性，从而全面提升汽车制造行业的加工 水平。 1、白车身焊接工艺概述 1.1白车身焊接方法 车身的焊装质量对整个白车身的外观、精度和质量都具有重要的影响作用, 因此,白车身的焊装应该引起足够的重视。白车身焊接一般包括了对汽车的侧围、地板、后围、顶盖、总拼等的操作,按焊接方式又可分为电阻焊方式、C02电弧焊 方式和激光焊方式。在所有焊接方式中,电阻焊是目前使用得最普遍的,它主要是 利用电阻发热的原理,将电阻发热产生的热量用于熔化工件,最后将工件连接起来
激光焊接技术在白车身中的应用 激光焊接技术是一种高新技术，其在汽车制造行业中的应用日益广泛。白车身是汽车制造过程中的重要部分，对白车身的焊接质量和效率要求都很高，而激光焊接技术正是能够满足这些要求的一项理想选择。本文将从激光焊接技术的原理、特点以及在白车身焊接中的应用进行介绍，以探讨激光焊接技术在汽车制造中的重要意义。 激光焊接技术是一种通过激光束进行材料加热并实现焊接的高端焊接技术。其工作原理是利用激光器产生的高能量激光束，对焊接材料进行加热，使其瞬间融化并形成焊缝。激光焊接技术具有高能量密度、焊接速度快、变形小、热影响区小等特点，能够实现高质量的焊接。在汽车制造行业中，白车身是由大量的钢板和铝合金板焊接而成，对焊接质量和效率要求都很高，而激光焊接技术正是能够满足这些要求的一种理想选择。 激光焊接技术在白车身焊接中的应用能够提高焊接质量。由于激光焊接技术具有高能量密度和焊接速度快的特点，能够有效避免焊接材料产生气孔、夹渣等缺陷，从而提高焊接质量。在白车身中，激光焊接技术能够实现焊缝的均匀、美观，且焊接后的车身板件不易发生变形，能够确保汽车的外观质量和安全性能。 激光焊接技术在白车身焊接中的应用能够提高焊接效率。激光焊接技术具有焊接速度快的特点，能够大大提高焊接效率。在传统的汽车制造中，焊接速度慢且需要进行二次加工的问题一直是制约生产效率的瓶颈，而激光焊接技术能够有效解决这一问题。利用激光焊接技术，能够实现高速、连续的自动化生产，提高生产效率，降低生产成本。 激光焊接技术在白车身中的应用能够提高焊接质量、提高焊接效率、满足焊接点位置的精密要求等多方面的优势，为汽车制造行业带来了革命性的变革。在未来，随着激光焊接技术的不断发展和完善，相信其在汽车制造行业中的应用会变得更加广泛，为汽车制造业的发展带来新的活力。
探讨汽车白车身焊接工艺及质量检验分 析 摘要：汽车作为人们出行的代步工具，其得到了较为广泛的使用，在此推动下，汽车的安全性得到了关注，要想提高汽车的安全性能，则在汽车白车身焊接 工艺上应当有所提高，白车身焊接的质量会直接影响汽车的安全性能。可见，重 视汽车白车身焊接的重要性。所以重点阐述了汽车白车身焊接工艺及质量检验分析，从白车身结构上进行分析，提高检验及焊接水平，确保焊接时的可靠牢固性，最终实现安全驾驶。 关键词：白车身；焊接工艺；分析； 随着社会经济的发展，汽车逐渐成为现代社会重要交通工具，其中汽车白车 身作为汽车主要组成部分，是整个汽车零部件的载体，如何保障白车身的焊接质 量对于整车的质量、性能及生产率都有重要意义。主要从影响白车身焊接工艺质 量的影响因素出发，分析了汽车白车身焊接工艺设计，最后对白车身焊接后的质 量检验方法进行了探究。 一、分析影响白车身焊接质量的因素 1.焊接人员综合技能较低。白车身的焊接质量出现问题，会影响到汽车整体 质量，需要焊接人员具备较高的综合技能。但是许多焊接人员综合技能较低，在 焊接过程中经常出现问题，无法有效提高白车身焊接质量。 2.现场作业强度大。在实际白车身焊接工作中，由于现场作业强度大，现场 焊接环境复杂，不利于提高焊接质量。此外许多企业为获得更多的经济效益，会 为焊接人员安排较多的焊接工作，焊接人员在高强度工作中效率不断降低，导致 焊接质量无法满足相应的标准。
3.焊装夹具定位偏差。白身车身零部件较为小巧，需要精准定位焊装夹具， 通过精准控制焊装夹具的位置，才能提高白车身焊装质量。但是在实际焊接操作中，由于冲压薄板刚性较弱，受到焊接的影响极易出现变形情况，致使焊装夹具 位置发生变化，在焊接过程中还会磨损到焊接夹具。 4.点焊工艺质量重视不够。在白车身焊接过程中，广泛使用点焊工艺。但是 许多焊接人员未能给予点焊工艺足够的重视，白车身焊接质量不断下降。 二、汽车白车身焊接工艺设计分析 在汽车白车身的焊接过程中，涉及的焊接工艺种类甚多，例如有气焊接工艺、电弧焊接工艺、激光焊接工艺、电阻焊接工艺等等。有资料显示在白车身的焊接 点中，电阻焊接中点焊的焊点数量在五千三百到五千六百之间，由此可见电阻焊 接在白车身焊接中是主流焊接工艺，而CO2保护焊接是电阻焊接的补充，所以本 文以电阻焊接和CO2保护焊接为研究对象。 1.白车身部件的分解。在白车身焊接工艺对白车身部件分析很重要，需要对 白车身的侧围、后围、顶盖等各个总成零件进行合理拆解，但由于部件大小和形 状不同，在焊接工艺操作中，会存在一定程度上的差异性。因此，在车身划分中，要针对其差异性，制定合理的连接形式，并最大程度上保证了汽车车身的焊接质量、尺寸精度及生产节拍。 2.点焊工艺。（1）零件板厚的控制。当板材过厚或搭接层数过多时，点焊 难以焊透；板材过薄则焊点容易烧穿，不仅影响焊接强度，还影响白车身的刚度。因此，在点焊过程中不仅要保证焊点的强度，还要控制白车身零件的厚度。（2）搭边宽度和焊点间距的控制。冲压件匹配时的搭边尺寸和焊点间距控制是保证汽 车车身点焊工艺质量的重要因素。当搭边尺寸过大，造成材料浪费，反之不利于 焊接操作，易出现边缘焊，会影响到车身强度。焊点间距过大，造成连接强度不足，反之既造成资源浪费，造成强度下降。（3）焊点可达性。零件焊点位置是 否焊枪可达到，结构是否是开敞的，与周边零件的型面或翻边距离是否过近，尤 其有外观要求的表面，都需要考虑到。（4）焊接面角度。焊接面角度设计十分
汽车白车身焊接质量控制及检测和评价 摘要：白车身即为车身钣金总成，其是由很多冲压成型的钣金焊接而成的结 构件。白车身结构复杂，由几百个冲压件、焊接螺栓、焊机螺母经过焊接而成， 因而焊接的焊点非常多。白车身的焊接工艺技术主要有电阻焊、电弧焊、激光焊、 ＣＯ２气体保护焊。 关键词：白车身；焊接；质量控制；检测；评价 引言 随着汽车制造技术水平的高速发展，各汽车主机厂焊装工艺的自动化程度越 来越高，其中机器人的投入使用带来的自动化提升最为明显，为适应主机厂的发展，为主机厂提供焊接零部件的供应商也开始大量使用机器人进行自动化生产， 节约人力成本的同时，提升自动化率，提升产品质量的可控性与一致性。同时， 随着生活水平的提高，人们对汽车的需求越来越多样化、个性化，促使汽车制造 向高柔性化方向转变。焊接零部件供应商为适应这种需求，也在寻求更为经济， 更高效率的柔性生产方式。 1装置工作原理 该汽车车身板件定位切割焊接装置，包括支撑板、定位杆和板件，支撑板上 设置有滑动槽，滑动槽内部通过滑动块安装有支撑块，支撑块顶部端面包覆有棉层，板件的内部通过棉层放置在支撑块上，空腔内底部通过导向槽安装有滑动板，定位杆通过调节轴固定安装在滑动板的末端，定位杆的末端通过转轴安装有定位座，并通过定位座的端面与板件端面接触设置。切割、焊接时，对板件支撑固定，支撑块根据需要支撑固定的板件的面积通过滑动槽调节位置，支撑块通过顶部端 面包覆的棉层对板件内部支撑，滑动板通过导向槽根据板件的长度或宽度从空腔 内部拖出，操作盘对调节轴转动，带动定位杆转动，并根据需要焊接固定的板件 宽度通过调节块在调节槽调节位置。
车身焊接工艺 一、车身装焊工艺的特点 汽车车身壳体是一个复杂的结构件,它是由百余种、甚至数百种薄板冲压件经焊接、铆接、机械联结及粘接等方法联结而成的.由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢,所以焊接是现代车身制造中应用最广泛的联结方式.表1列举了车身制造中常用的焊接方法： 表1 车身制造中常用的焊接方法及典型应用实例
车身制造中应用最多的是电阻焊,一般占整个焊接工作量的60%以上,有的车身几乎全部采用电阻焊.除此之外就是二氧化碳碳气体保护焊,它主要用于车身骨架和车身总成的焊接中. 由于车身零件大都是薄壁板件或薄壁杆件,其刚性很差,所以在装焊过程中
必须使用多点定位夹紧的专用装焊夹具,以保证各零件或合件在焊接处的贴合和相互位置,特别是门窗等孔洞的尺寸等.这也是车身装焊工艺的特点之一. 为便于制造,车身设计时,通常将车身划分为若干个分总成,各分总成又划分为若干个合件,合件由若干个零件组成.车身装焊的顺序则是上述过程的逆过程,即先将 若干个零件装焊成合件,再将若干个合件和零件装焊成分总成,最后将分总成和合件、零件装焊成车身总成.轿车白车身装焊大致的程序图为如图1所示：
电阻焊 1．电阻焊及其特点 将置于两电极之间的工件加压,并在焊接处通以电流,利用电流通过工件本身产的的热量来加热而形成局部熔化,断电冷却时,在压力继续作用下而形成牢固接头.这种工艺过程称为电阻焊.电阻焊的种类很多,按接头形式可分为搭接电阻焊和对接电阻焊两种.结合工艺方法,搭接电阻焊又可分为点焊、缝焊和凸焊三种,对接电阻焊一般有电阻对焊和闪光对焊两种. 特点： （1）利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的热量对工件加热.即热量不是来源于工件之外,而是内部热源. （2）整个焊接过程都是在压力作用校完成的,即必须施加压力. （3）在焊接处不需加任何填充材料,也不需任何保护剂. 形成电阻焊接头的基本条件只有电极压力和焊接电流. 2．点焊 点焊是利用在焊件间形成的一个个焊点来联接焊件的.两焊件被压紧于两柱形电极之间并通以强大的电流,利用电阻热将工件焊接区加热到形成应有尺寸的熔化核心为止.然后切断电流,熔核在压力作用下冷却结晶形成焊点.点焊在车身制造中应用最广.点焊的形式很多,但按供电方向来分只有单面点
汽车焊接技术论文 汽车的焊接技术是汽车制造过程中一项重要的环节，下面是小编为大家精心推荐的汽车焊接技术论文，希望能够对您有所帮助。 汽车焊接技术论文篇一 汽车生产中的焊接技术研究 摘要汽车的焊接技术是汽车制造过程中一项重要的环节，汽车的发动机、车厢、变速器、车桥、车架的生产都离不开焊接技术。汽车的某些部分在生产时需要特殊强度的材料作为支撑，例如大型的齿轮和轮缘就需要有高强度的合金钢来制成，材料的强度可以确保汽车的使用年限，但是，高强度的钢材价格比较高，在生产汽车的过程中会造成成本的增加，焊接技术的应用取代了合金钢的使用，而且提高了齿轮的耐用性，降低了汽车的生产成本。文章通过分析焊接技术在汽车制造中的应用，对节约汽车的生产成本有一定的促进作用。 关键词汽车生产;焊接技术;应用 中图分类号：TG47 文献标识码：A 文章编号：1671-7597(2014)14-0120-01 焊接技术作为生产汽车的必要技术，其存在很多的优势，同时也面临着诸多挑战。一方面材料在新的时代已经产生了一些变化，实现了从黑色金属向有色金属的过渡，实现了从金属材料向非金属材料的过渡，材料的结构和功能也发生了一些变化，实现了从多维性材料向低维性材料的过渡。现在单一的材料已经不常见了，复合材料的应用在增多，新材料应用于汽车制造业必然对焊接技术提出了更高的要求。本文对焊接新技术进行分析，阐述焊接技术在汽车生产中的应用。 1 焊接技术在轿车生产中的应用 在汽车的生产过程中，人们运用电阻焊接的方法，这种方法运用电学、传热学和冶金学等多门学科，因此，要想使焊接质量提高，就必须对电学的相关因素进行控制。电阻焊接工艺是在制定参数的基础上实现的，现在随着计算机技术的高速发展，实现了数值模拟技术，计算机实现了对数据的筛选工作，人们在车间就不用再花费大量的时
白车身柔性焊装线工艺规划设计的应用 要点分析 1. 张佳珊 2.陈赞 2. 长城汽车股份有限公司徐水分公司 3. 河北省保定市徐水区072550 摘要：伴随着汽车产业的快速发展，构建和改进具有多种模型和高度灵活性 的自动焊接生产线尤为重要，当然焊接装配线的工艺规划和设计是重中之重。这 种联系的特点是多方面的，工作量大，标准要求高，危险不可逆转等。对应用要 点进行系统总结和分析，将有助于促进无缝实施焊接生产线项目，同时也可以缩 短项目的总体建设/改进时间，弥补系统疏忽造成的不可逆转的损失，降低项目 建设/改进成本等。本文主要分析了粗车身柔性焊接线工艺规划设计的应用要点。 关键词：白车身；柔性焊装线；规划设计；应用要点 引言 焊接工艺规划与设计是指在车辆设计阶段，结合生产方案、生产模式、设备 利用率和车间面积等总体规划要求，并考虑车辆施工本身数学模型的可制造性， 对产品加载工艺、节拍计算、钎焊分布等问题进行规划分析，以确定最优的生产 生产线结构，同时确保产品工艺的可行性。焊接工艺对于焊接工艺的质量和功能 至关重要。工艺规划不当会影响车辆质量，增加焊接难度，甚至会导致整个方案 发生变化，从而影响车辆的开发周期和投资成本。本文着重阐述了焊接生产线工
艺规划施工全过程中的重要节点。对实际规划设计分析的关注可以使规划设计工 作更加顺利，完成高质量焊接生产线的规划设计。 1、柔性焊装线工艺规划设计主要内容 柔性汽车焊接生产线的工艺规划设计是汽车研发和批量生产阶段的重要组成 部分，一般包括冲压、焊接、涂装和最终装配四个方面。焊接线是汽车骨架生产 的环节。从理论上讲，焊接工艺的规划设计包括节拍计算分析、工艺映射分析、 钎焊映射分析、安全性分析等。但是，在具体操作中，通常需要对措施进行完善 和强有力的操作，通常包括以下九个方面。(一)熟悉项目工艺标准的内容，确认 工艺标准的完善和功能，关系到能否有效、高质量地进行各种工艺分析；(2)进 行产品分析，分析重叠关系，确认装载；(3)根据工程焊接生产线的生产要求分 析节拍，同时制作节拍台；(4)根据Takt分析各站的生产率，分配工艺和钎焊点，以定义定位点和钎焊点。(5)根据项目布局和分析制作布局图。(六)根据项目提 交的执行计划进行安全分析，确认安全区和安全设备的应用；(7)根据所用设备 的特点分析设备的基础和能量；(8)根据上述规划设计分析，编制工艺文件和项 目说明书。(9)考虑到初步规划和设计分析文件的系统化，对项目实施过程中的 情况进行变更管理。 2、汽车自动化柔性焊装线技术必要性和优势 当前汽车厂生产状况普遍呈现出一种趋势:各种车型并行生产，小批量生产 增加，产品寿命缩短，生产周期缩短，机器人逐步代替劳动，提高了智能信息订 单生产。要求和矛盾迫切需要解决，工业用地资源稀缺，用于焊接生产的厂房建 设和加固，现有厂房已无法满足车辆不断增加的需求。比如热卖模型焊接生产线 的生产能力不能满足作业需求，手工焊接站太多，同时机器人和焊接设备等许多 未使用资源在一条自动生产线上，其他订单很少；后续，车型数量将继续投入生产，相应的工具和焊接设备不断投入。单个模型的性能低，设备和生产线的利用 率极低。因此，有必要构建高度自动化、高度灵活、功能强大的车身焊接生产线，能够逐步实现多车混合生产线，满足多车当前及以后的生产需求。 2.1设备及产线利用率高降低后续重复性投入
汽车白车身焊接总拼技术分析
目录 1 概述.................................................... 错误!未定义书签。 2 总拼形式简介............................................ 错误!未定义书签。 3 技术对比 (4)
6.Geotack总拼 Geotack 总拼也是依靠侧围工装的切换来实现同一工位的柔性化生产。与OPEN GATE 的不同之处在与其侧围工装采用独立的翻转式合拼机构。其动作顺序可参考翻转式总拼。 该总拼形式具有柔性化程度高，精度稳定以及后期车型导入对现生产影响较小的特点。目前我公司乘用车三厂采用该总拼形式。 7.机器人总拼 机器人总拼形式中，机器人既要承担焊接工作又要承担定位工作；通过切换机器人抓具来实现不同侧围车身的总拼焊接。主要分为三种 1.侧围为整体抓具，机器人抓取侧围后，放至总拼工位，抓具又起到夹具的作用，抓具通过锁紧装置锁死。该形式对机器人载荷要求较高。 2.侧围抓具分为前后两个独立部分，这对于同一车型的两厢、三厢车转变及车身长度较长的车型更具灵活性。 3.侧围采用分体式总拼，侧围相同的部分采用（GATE）推进装置，不相同的部分采用机器人切换抓手。此种形式相对侧围整体抓具的形式要求的机器人载荷较小。 8.内置式总拼 其特点是：没有传统的侧围夹具框架，整个夹具从无顶盖车身总成顶部落下，夹具夹头从车身内部夹紧。采用内置式夹具，使焊钳比框架式夹具更易于接近焊接部位，焊接的工艺性好，并且可使点焊机器人最大限度集中，在总拼工位焊接的焊点数量多，能够有效
汽车白车身激光焊接质量影响因素研究 摘要：近年来，我国的汽车行业发展迅速，在汽车行业中应用到了很多先进的 技术。其中激光焊接技术以其先进、快速、灵活的特性被广泛应用于汽车制造工业，它为汽车新产品的开发提供了技术保障和质量保证。将激光焊接技术应用到 汽车白车身有利于提高汽车行业的核心竞争力。本文主要研究影响激光焊接汽车 白车身的因素，希望能对我国焊接技术在汽车白车身方面的应用有一定的参考价值。 关键词：激光焊接；汽车白车身；影响因素 引言 随着我国经济的发展，汽车工业逐渐成为我国的支柱产业之一。汽车工业的 竞争主要表现在汽车质量的竞争。在汽车的四大生产工艺中焊接技术直接影响车 身的外观质量以及总装配的难易程度，因此汽车车身焊装工程对汽车整车制造的 影响重大。随着科技的不断发展，激光焊接已经成为汽车制造的关键技术。 1汽车白车身焊接技术概述 1.1汽车白车身概述 车身作为汽车的重要零部件之一，不仅会对车的整体性能产生较大的影响， 同时也将影响到汽车个性化设计的效果。一般来说，车身是由两部分组成的，一 个是白车身，即已经焊接完成但还没有进行喷漆的车身。白车身是由各种零部件 焊接而成的。车门、前板制件等均属于白车身。另一个是相关的附件。 1.2汽车白车身的焊接工艺 汽车在生产的过程中最为重要的工艺之一就是焊接，焊接的质量会影响到一 以下几方面：第一，是汽车的整体造型；第二，是汽车的承载能力；第三，是汽 车的使用年限。采用先进的焊接工艺可以大大提高汽车焊接的质量。在汽车焊接 的过程中需要使用到焊接夹具。但不是所有的焊接夹具都符合使用的要求，必须 要选用具有多点定位夹紧功能的焊接夹具，这样才可以确保车身各个焊接处的贴 合性。因为，汽车车身使用的板件和杆件大都是比较薄的，其刚性不太好，如果 焊接处理不好则会影响到车身的质量。 2激光焊接的技术原理 2.1材料对激光吸收的影响 由于技术中的自由电子的密度很大，光波电磁场的震动会影响自由电子从而 产生次波。在这种情况下，比较容易出现反射波、透射波，其强度也是比较大的。一般来说，只有极薄的金属表面才可以吸收透射波，这主要是因为自由电子的密 度是比较大的，但这样的金属表面却无法大量吸收反射波，只能将其反射回去。 相比于其它类型的光波来说，紫外线、可见光的光子能力是比较大的，具有的频 率也是比较高的。可以对电子产生一定的束缚作用。在这种情况下，金属表面的 反射能力就会降低，透射能量会升高，从而使得其非金属的光学性质显现出来。 在金属材料加工的过程中经常会使用到激光，这主要是利用了激光的光热效应。 但在热加工的过程中，被加工的材料会将激光吸收进去，并将其转化为热能。在 焊接的过程中，焊接材料会被激光照射。在激光的作用下会发生相互作用，从而 进入到焊接材料的内部。至于在焊接过程中产生的热效应大小和工件吸收光束的 能量有着密切的关系。越亮的金属表面就越对激光有越强的反射作用，通常来说，随着温度的上升，金属会对激光的吸收率加大，随着电阻率的增大而增大。 2.2材料的加热、熔化及汽化
汽车白车身焊装定位基准的设计与优化的开题报告 一、选题背景 随着汽车工业的发展，汽车质量和性能要求越来越高，白车身焊装 定位基准作为汽车制造中的重要环节，对车身拉伸、填充、静音等方面 的影响非常大，对车身尺寸和外观的质量控制有着十分重要的作用。因此，在汽车生产中，白车身焊装定位基准在焊接过程中的设计和优化显 得尤为重要。 二、选题意义 白车身焊装定位基准的设计与优化不仅关系到汽车整车质量和性能 的稳定性，还直接影响到汽车外观和乘坐舒适感，因此具有重要的意义： 1.提高汽车生产效率：通过设计和优化白车身焊装定位基准，可以 减少生产制造中的瑕疵和失误，提高生产效率和汽车生产量。 2.降低汽车成本：设计和优化白车身焊装定位基准可以最大程度地 减少对其他零部件的依赖，降低汽车的生产成本。 3.提高汽车品质：通过优化白车身焊装定位基准，可以保证每一台 汽车尺寸和外观方面的一致性，提高汽车的品质。 三、选题内容 该研究将从以下几个方面入手： 1.白车身焊装定位基准的设计原理和技术应用。 2.当前常用的白车身焊装定位基准设计方案、优缺点及其适用范围。 3.基于实验数据和实际生产过程，对白车身焊装定位基准进行数值 优化。 4.制定白车身焊装定位基准优化的具体操作方法和流程。 五、预期成果
通过该研究的开展，预期可以实现以下几个方面的成果： 1.对白车身焊装定位基准的设计原理和技术应用有较深入的了解。 2.总结出目前常用的白车身焊装定位基准设计方案的优缺点、适用 范围。 3.针对实际生产中的数据和问题，制定优化白车身焊装定位基准的 方法和流程。 4.提高汽车生产效率、降低汽车成本以及提高汽车品质。 五、研究方法 1.查阅大量文献资料，了解白车身焊装定位基准的现状和研究方法。 2.通过实际生产数据和实验数据，对白车身焊装定位基准进行分析 和优化。 3.采用计算机辅助设计软件和仿真技术，对白车身焊装定位基准进 行模拟和优化。 4.通过实际的现场调研和业界交流，确定白车身焊装定位基准优化 的操作方法和流程。 六、研究计划 1. 第一阶段（1-2周）：详细了解白车身焊装定位基准的概念、现 状和研究方法，确定研究方向和目标。 2. 第二阶段（3-4周）：通过查阅大量文献资料，绘制白车身焊装 定位基准设计图纸，编制初步的优化方案。 3. 第三阶段（5-6周）：对白车身焊装定位基准进行实验和测试， 获取实验和生产数据。 4. 第四阶段（7-8周）：根据实验数据和生产数据，对白车身焊装 定位基准进行数值优化。
白车身尺寸控制 杜明龙 上海赛科利汽车模具技术应用有限公司技术中心OEM技术科 类型：技术类
摘要 白车身的制造质量水平主要包含尺寸精度、焊接质量和外观质量等几个方面，其中，白车身尺寸精度是保证整车零部件装配精度的基础。白车身的制造是由数百个具有复杂空间曲面的薄板冲压零件通过由数十个工位组成的生产线，其特点是大批量、快节奏，零件装配的定位、夹紧点在1000个以上，焊点多达4000～5000个。白车身的制造过程复杂，影响因素众多，整车的制造尺寸精度取决于各方面因素的综合作用。 关键词：白车身尺寸控制
目录 第一章绪论 (4) 第二章影响因素 (5) 2.1.工装夹具 (5) 2.2.零件偏差 (5) 2.3.操作过程 (5) 2.4.测量过程 (6) 第三章控制方法 (7) 3.1.基于测量的尺寸精度控制 (7) 3.2.基于装配的尺寸精度控制 (8) 结论 (9) 参考文献 (10)
第一章绪论 现代汽车工业中车身制造的特点是制造系统庞大，往往包括上百个冲压件，几十套工装夹具，和上百个工序；制造工艺复杂，包括材料，冲压，焊接，涂装，总装等工艺流程。这些特点就导致引起车身尺寸变异的偏差源很多，车身尺寸质量的控制就十分困难。为了监控车身尺寸质量，就必须对零件、工装、操作、测量全程监控。
第二章影响因素 2.1.工装夹具 工装夹具是车身各零件定位和装配的载体。车身主要由薄板冲压件组成，“321”定位原理在车身焊接夹具设计中已不适用，其第一基面上的定位点数目应大于3。定位效果不仅取决于定位点的数目，还取决于定位点的布置形式。 工装夹具的保证能力是有效控制车身尺寸稳定性的关键。在车身制造过程中，工装夹具的材料性能、结构设计以及夹具与零件的匹配情况等，都将影响到工装夹具长期使用的尺寸精度保证能力。在车身生产过程中，基于冲压件尺寸相对于设计尺寸的偏差，会导致工装夹具与零件间产生不同程度的应力集中，长期作用将导致夹具变形和失效，保证能力降低。我们应对工装夹具进行持续状态监控、潜在失效源排除，及时对故障工装夹具进行维护，消除其失效造成的尺寸偏差。 2.2.零件偏差 零件偏差主要出现在冲压阶段，冲压件尺寸偏差造成车身装焊时处于非自然状态，是造成尺寸偏差的另一个原因。多数情况下，由于零件之间匹配不良，虽然在夹具较大的压紧力作用下强行匹配并点焊在一起，但由于产生了较大的强制变形，增加了车身尺寸的不确定性，产生了尺寸偏差。 零件变形是引起尺寸偏差的又一因素，主要问题出现在零件的包装和运输过程。部分变形情况无法目测识别，即使修复后也无法完全恢复至设计尺寸，造成车身尺寸偏差，应结合零件的特点合理设计包装形式和运输方式，消除此类零件偏差。 2.3.操作过程 装焊过程因素是白车身尺寸偏差的主要影响因素，主要包括零件装配、夹具开合以及焊接过程等几方面的顺序和手法（非自动化生产线）。在非自动化制造中，操作过程标准化是控制过程偏差的有效手段，实施标准化操作后，人工操作的不一致、不稳定和不确定性降至最低。 在车身焊接过程中，合理设计/优化操作顺序对车身尺寸精度控制是必要的，操作顺序设计不当会引起零件尺寸偏差和变形。在L车型投产初期，车身顶盖前、后横梁的Z向尺寸波动较大。分析发现，顶盖横梁的内外板匹配面共有64个焊点，焊接顺序显著影响横梁区域尺寸精度，进而对侧围定位造成影响。对焊接顺序进行优化，尺寸偏差和稳定性得到了有效改善。 在非自动化生产线的制造过程中，操作人员的操作手法也会对车身尺寸产生影响。如焊钳电极臂与被焊零件施焊面间角度不垂直，易引起焊点扭曲和焊接变形；焊钳电极臂因角度不当而接触到临近位置的零件边缘，易引起焊接分流和零件变形。在M车型车身尺寸监控中曾发现，行李箱开口两侧翻边区域Z向定位波动较大。分析表明，焊接过程中焊钳电极臂与零件干涉，导致该区域变形。对
白车身焊接技术的研究进展 摘要：近年来，我国的汽车行业得到了迅猛进展，汽车白车身作为汽车的主要 组成部分，也得到了很大的发展。作为整个汽车的其他零部件载体，白车身对于 焊接技术有着较高的要求，这是因为焊接质量直接影响白车身的尺寸精度，从而 对汽车的整个试制及研发过程产生影响。 关键词：白车身；焊接技术；研究进展 汽车白车身是整个汽车的其他零部件载体，作为汽车的主要组成部分，白车 身在焊装生产线进行定位和拼焊成型。前道工序的冲压件通过焊装生产线的工装 夹具进行定位、夹紧，再使用电阻焊技术或激光焊接技术等焊接技术，将其加工 成符合工艺尺寸精度和焊接强度的白车身，因此夹具精度和焊接质量的好坏直接 影响着整车的质量以及性能。 1 车身焊接工装简介 （1）焊接工装有几种分类方式：①按应用范围分：通用、专用、柔性焊接 工装等。②按动力源分：手动、气动、液压、电动、磁力、真空、混全式焊接工装等。③按焊接方法分：电弧焊、电阻点焊、钎焊、特种焊工装等。 （2）结构与组成：焊接工装主要由定位器、夹紧机构、夹具体三大部分组成，有夹紧块、夹紧臂、定位块（销）、连接板、支座、气缸（根据动力源方式而定）、导向、铰链等8种基本功能部件，复杂定位单元的夹具还需要增加限位块、导轨、二层支座等功能件。在实际中会根据各种综合因素，单独或组合使用不同 焊接工装夹具结构来实现白车身/零部件焊接作业。 2白车身焊接技术 2.1焊接平台 因为侧围总成比较大，因此，需要注意避免外板刮碰；特别是在补焊过程中，必须要采用特制的补焊平台，目的是保障外板的质量。在制作该平台时，其支撑 需要选择不易变形的非外观面，例如，角窗、门槛、门铰链安装面等等，还要注 意支撑不宜太多，避免影响焊接。 2.2地板焊接总成夹具实例 地板焊接总成是整个车身的底部平台，起到支撑和承重作用，因此在总拼工 位对地板焊接总成的定位夹紧主要是底部支撑夹具的作用。根据产品图纸，地板 焊接总成的 RPS 点主要分布在纵梁后部后支承座以及地板前横梁处，采用定位孔 和支撑面结合的方法，通过6个Z向支撑面和4个定位销的结构对地板焊接总成 底部结构进行定位，其中纵梁后部的两个定位销采用带锁钩装置的 RPS 定位销， 前横梁处是两个不带锁钩装置的定位销。依据产品图纸定义的RPS点完成的总拼 地板焊接总成夹具设计，实现了对地板焊接总成的产品定位，同时保证了地板焊 接总成在总拼过程中的精度可靠性。进一步分析纵梁后部两个带锁钩装置的RPS 定位销。由于总拼工位结构的特殊性，总拼焊接后地板焊接总成、侧围总成和前 后围总成形成了封闭的腔型结构，无法在外部布置夹紧机构，不能满足地板焊接 总成在Z向上夹紧固定的需求，而对Z向的固定是必不可少的，否则将会影响总 拼过程中地板焊接总成的位置精度，进而影响总拼工位白车身合成的整体精度。 因此，此处采用带锁钩装置的 RPS 定位销，通过定位销内部伸出的锁钩从纵梁的 封闭U型腔中将该处RPS点Z向可靠夹紧，无需布置外部夹头。 2.4焊接模型阶段 2.4.1 焊接模型阶段内容