铝合金车身的点焊工艺
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汽车行业车辆铝车身连接工艺技术方法大全1. 点焊(Spot Welding)点焊是一种常用的车身连接方法,适用于铝合金车身板件的连接。
该方法通过施加电流和压力在连接部位产生高温,使两个板件在瞬间熔化并连接在一起。
2. 溶胶-凝胶焊(Sol-gel bonding)溶胶-凝胶焊是一种将两个铝合金板件通过涂覆溶胶和凝胶剂的方式进行连接的方法。
通过烘烤,溶胶和凝胶剂在高温下熔化和固化,使两个板件牢固连接。
3. 拉铆(Pull Riveting)拉铆是一种将两个板件通过铆钉进行连接的方法。
铆钉在板件两侧通过应用力拉伸,从而将两个板件牢固地固定在一起。
4. 锁缝铆接(Hemming)锁缝铆接是一种常用的车身板件连接方法,适用于铝合金材料的连接。
通过将一片较薄的铝合金板件卷曲成锁缝造型,然后将其与另一片板件铆接在一起,形成一个强大的连接。
5. 螺柱焊接(Stud Welding)螺柱焊接是一种通过将螺柱焊接在车身板件上,并通过螺母固定来进行连接的方法。
螺柱焊接通常用于连接较大的板件或需要承受较大力的连接。
6. 点胶(Adhesive Bonding)点胶是一种使用特殊的胶粘剂将两个铝合金板件连接在一起的方法。
胶粘剂通过固化,使两个板件在连接处形成牢固的结合。
7. 气动铆接(Pneumatic Riveting)气动铆接是一种使用气动工具将铆钉通过压力连接在板件上的方法。
该方法适用于较大规模的连接,能够提供快速且牢固的连接。
8. 控制变砂(Controlled Torsion Sanding)控制变砂是一种通过表面修整和抛光来准备板件连接部位的方法。
通过控制砂纸的旋转和移动,可以准确地对连接部位进行加工,以确保连接的质量和稳定性。
9. 冲压(Stamping)冲压是一种常用的金属板件加工方法,适用于铝合金板件的制造和加工。
通过冲压工艺,可以将平板变形成需求的形状,并准备好进行连接。
10. 铆螺母焊接(Nutsert Welding)铆螺母焊接是一种将螺母通过铆钉焊接在车身板件上的方法,以便固定其他组件。
第五章铝及铝合金焊前清理、焊缝修理、焊后处理工艺第一节焊前清理铝及铝合金表面存在一层致密而坚硬的氧化膜,熔点高达3000度以上,导电性很差,因此,在焊接过程中,会产生电弧不稳和气孔,因此,铝合金工业结构焊接前,必须将其清除掉,清理采用如下工艺过程:1.除油、除污处理铝合金材料在加工、运输、存储过程中,不可避免地会粘上油污等脏物,这些有机物质在高温作用下也会产生气孔等缺陷,在焊接打磨过程中,同时会污染工具的洁净度使污染面进一步扩大,因此,铝合金表面在用工具打磨前,如果洁净度不够,首先要进行表面除油污的处理。
处理办法是将工业丙酮注入一点到矿泉水瓶中,在瓶盖上扎几个小孔,使丙酮能够成雾状喷到铝合金表面上,然后用工业擦拭纸或布擦拭表面就可清洁表面的油污。
用丙酮做清洁剂主要是利用丙酮的高挥发性和高溶解性,但过量使用会危害人体健康和影响环境安全。
图5-1是工业擦拭纸的示意,图5-2是丙酮如何使用的示意。
图5-1 工业擦拭纸的示意图5-2 丙酮如何使用的示意2.铝合金焊前打磨铝合金焊前打磨主要是为了清除铝合金焊接表面氧化膜,氧化膜致密而坚硬,采用普通钢丝刷很难将其清除,因此,刷子的钢丝一般采用0.3MM以上的不锈钢丝做刷子,过大、过小直径均不适合,钢丝直径太大,打磨过程受力大,不稳,过小,刷子寿命不好。
打磨工具主要有两种类型:风动打磨和手动打磨。
风动打磨主要有角向砂轮配杯型碗刷和纵向砂轮配柱状钢丝刷,图5-3是角向砂轮配合杯型碗刷工作的示意,图5-4是纵向砂轮配合柱状钢丝刷的工作示意。
图5-5是常用柱状刷示意,根据打磨量大小和位置,选择柱状刷厚度和直径大小是提高打磨效率和质量的关键环节,在施工中要格外注意,工具的正确选择,可以显著提高生产效率,降低成本。
图5-3角向砂轮配合杯型刷的工作示意图5-4 纵向砂轮配合柱状刷的工作示意图5-5 常用柱状刷示意从图5-3、图5-4示意可以看到,角向砂轮配杯型不锈钢碗刷轻巧灵活,工作效率慢,纵向砂轮配合柱状钢丝刷,打磨速度快,但工具比较重,工作负荷大。
汽车铝的焊接工艺有哪些
汽车铝的焊接工艺有以下几种:
1. 电弧焊接:使用电弧产生高温熔化铝材进行焊接。
常见的电弧焊接工艺有手工电弧焊、氩弧焊、等离子弧焊等。
2. 摩擦焊接:利用铝材在高速摩擦和压力下产生热量,使两块铝材熔化并产生结合。
常见的摩擦焊接工艺有摩擦搅拌焊、摩擦搅拌点焊等。
3. 激光焊接:利用激光束在焊接接头上产生高热,熔化铝材进行焊接。
激光焊接具有焊接速度快、热影响区小等优点。
4. 爆炸焊接:利用高速冲击波在焊接接头上产生瞬间高温,使铝材熔化并结合。
爆炸焊接常用于焊接铝合金与钢的接头。
5. 焊点焊接:通过在铝材上创造小面积局部熔化,使两块铝材焊接在一起。
常见的焊点焊接工艺有电阻焊接、电弧焊接等。
其中,氩弧焊和摩擦搅拌焊是汽车铝焊接中较常用的工艺。
第十一章铝及铝合金TIG 焊接设备和工艺第一节 TIG焊工艺的定义TIG焊接是一种电极不熔化的气体保护焊接,电极常用纯钨或含有钨的氧化物金属做电极材料,熔点很高。
该种焊接方法于1936年起源于美国,它可以焊接任何金属,焊接过程非常清洁,几乎没有飞溅,但缺点是焊接效率较慢,在铁道车辆行业,一般做小件焊接或修补使用。
TIG焊的工艺过程如图11-1如图所示。
图11-1 TIG焊工艺过程示意第二节 TIG焊电源种类一、交流电源交流手工钨极氩弧焊机具有较好的热效率,能提高钨极的载流能力,适用于焊接厚度较大的铝及铝合金,可以用高压脉冲发生器进行引弧和稳弧,利用电容器组清除直流分量。
在生产实践中,铝及铝合金TIG焊一般都采用交流电源,用纯氩气或含氦气11%或更多的氩氦混合气体作保护气体时,使用交流电源,表面氧化物可由电弧的作用去除。
因此不使用熔剂可以达到很好的熔融。
但是使用含氦量为90%或更高的氩氦混合气体时,电弧对氧化物的去除作用减少,这主要是由于氦气比氩气轻得多的缘故。
为了很好的熔化,通常要求焊前彻底清除氧化物。
氦和富氦混合气体,很少使用交流焊接,而一般采用直流正接电源。
氧化物的去除是阴极破碎的作用结果,在交流负半极的时候,由于高温电弧的作用,保护气体被电离成大量的正离子,质量较大的正离子受到阴极区电场的加速作用,高速冲击到熔池及其周围表面。
所释放出的能量把熔池及其周围金属表面上难熔的氧化铝薄膜击碎、分解。
为了保证在这半周内足够的阴极破碎作用,电源必须有足够高的开路电压,或在电流过零时,在电弧间隙外加高频高压使钨电极为正极。
在交流正半波时,虽无阴极破碎作用,但这时只有1/3的电弧热量集中在钨极上,钨极端部得以冷却,而约有2/3的电弧热量施加到焊件上,有利于增加焊件的熔深。
二、直流电源1. 直流正接型直流正接型电源只适用于钨极氦(富氦)弧焊的情形。
直流正接虽无阴极破碎作用,但当电弧相当短时,电子撞击也能起到一点清除氧化膜的作用,如果焊前氧化膜清除彻底,焊接过程中生成的氧化膜数量又有限,那么,直流正接氦弧焊可以顺利实现焊接铝及铝合金。
汽车铝合金焊接新技术摘要:铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀等综合性能,使得铝合金成为航空、铁路运输、建筑等许多制造行业的一种重要金属材料。
并且,随着我国汽车产业的发展,无论是安全性能还是节能减排,可提高汽车整体强度,使得铝合金成为汽车轻量化的重要材料之一。
因此,铝合金焊接技术已成为汽车制造业的基本工艺之一,本文主要对汽车铝合金车身焊接新工艺和新方法进行了探讨和分析研究。
关键词:汽车;铝合金;焊接技术引言近年来,由于节能环保的要求日益严格,汽车轻量化便已成为世界汽车发展的必然趋势。
对于燃油车辆,车身质量每下降10%,燃料效率就可以提高6%-8%;对于纯电动车辆,车身质量减轻100公斤,汽车续航可提高10%。
车身质量约占汽车总质量的40%,车身轻量化最重要的是使用铝合金材料。
铝密度仅为钢密度的1/3,具有良好的塑性和可回收性,是汽车轻量化的理想材料之一。
铝合金车身比钢制车身具有更高的连接技术要求和更高的技术难度,而铝合金点焊(RSW)、自冲铆接(SPR)、自攻热铆接(FDS)、激光焊接(LW)等技术在连接过程中是铝合金车身常用的连接方法,与其他几种连接方法相比,铝点焊具有设备投资低、无需使用辅助材料、适配板的柔性厚度以及连接后板材表面没有较高的间隙等优点,正被越来越多的汽车厂家所使用。
1汽车制造中铝合金焊接技术概述一方面,由于全球能源紧张等因素,汽车燃料消费受到越来越多的关注,因此,汽车轻量化已成为大型汽车企业产品设计的重点。
作为轻型发展系统的一部分,轻型金属,如中高端钢结构、铝和铝合金结构、镁和镁合金结构,将逐步取代在轻型汽车车身系统中广泛使用传统钢结构,这是因为铝的重量比钢结构少60%,相较于传统的钢结构,车身实际上可以减少45%以上的总重量,而且铝和铝合金在承受同样的冲击强度时可以吸收更高的冲击能量。
另一方面,基于节能环保的发展理念,铝合金是符合节能降耗要求的更加环保的应用材料,铝合金零部件回收率较高。
铝合金车体氩弧焊焊接工艺0 前言铝合金车体具有重量轻、耐腐蚀、外观平整度好和易于制造复杂美观曲面车体的优点,因而受到世界各城市交通公司和铁道运输部门的欢迎,在世界范围内,生产制造铝合金车体是铁路运输事业和城市轨道车辆发展的必然趋势。
1 铝合金的焊接特点铝合金材料具有活性强、热导率和比热容大(均约为碳素钢和低合金钢的两倍多)、线膨胀系数大、收缩率高等特点,决定了铝合金焊接有其自身的特点。
1)极易氧化。
铝与氧的亲和力极大,常温下极易氧化,在母材表面生成的氧化铝(Al2O3)熔点高、组织致密、非常稳定。
焊接时该氧化膜阻碍母材的熔化和熔合,易出现未焊透、未融合缺陷;氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夹渣缺欠;表面氧化膜(特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜)可吸附大量的水分而成为焊缝气孔形成的重要原因。
2)热导率和比热容大,导热快尽管铝合金的熔点远比钢低,但是在焊接过程中,大量的热量被迅速传导到基体金属内部,消耗于熔化金属熔池外,这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著。
为了获得高质量的焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的热源,有时也可采用预热等工艺措施。
3)线膨胀系数大,收缩率高铝合金的线膨胀系数约为钢的两倍,凝固时体积收缩率达6.5%--6.6%,焊接时焊件的变形和应力较大,熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。
生产中可采用调整焊丝成分、选择合理的工艺参数和焊接顺序、适宜的焊接工装等措施防止热裂纹的产生。
4)氢的溶解度存在突变铝及铝合金在液态能溶解大量的氢,固态几乎不溶解氢。
在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中,氢来不及溢出,极易形成氢气孔。
氢是铝合金焊接时产生气孔的主要原因。
弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊缝中氢气的重要来源。
因此,对氢的来源要严格控制,以防止气孔的形成。
5) 光、热的反射能力较强铝合金对光、热的放射能力较强,固、液转态时,没有明显的色泽变化,焊接操作时判断较难。
第十章铝合金车体自动MIG焊技术第一节铝合金车体自动焊技术在铁路车辆行业发展概况目前,全铝结构铝合金车辆已经广泛用于我国铁路车辆动车组制造业和城市轨道交通车辆制造业,在车辆制造过程中,由于结构大量采用型材拼接,接头长而规则,便于自动化作业的实现,因此在该行业大量使用各种自动焊技术。
在60年代,受焊缝跟踪技术的制约,自动焊大部分采用简易自动焊,常用的简易自动焊有机械中心导向自动焊、轨道小车自动焊和靠模自动焊。
简易自动焊虽然能够实现自动化作业,但由于二次线和走行监控必须人工辅助完成,焊接变形对轨迹的影响不能修正,因此自动化的效率和质量仍然不能保证要求。
70年代,机械传感器跟踪直线焊缝技术已经成熟,该种传感器直接驱动横向、高度方向电机进行位移修正,脱离了外加因素的监控和影响,自动化的效率和焊接质量获得大幅度提高,因此专机焊接设备加机械跟踪传感器焊接技术获得大面积的采用,直到今天,仍然有大量的该形式的设备在生产中使用。
90年代,新型焊缝传感器不断涌现,最普遍使用的是激光传感器,该传感器依靠激光反射图象进行焊缝跟踪计算,跟踪精度高,可以解决机械传感器长时间使用带来锁紧不牢靠和定位焊影响机械传感器走行等问题。
因此,激光跟踪焊接技术获得了更快的发展,尤其激光传感器控制技术可以和机械手控制系统接口,实现一个系统的统一控制,使得该技术应用领域获得了进一步的提高。
采用机械手焊接铝合金车体是在2002年获得迅速发展的,机械手由于标准化程度高,持枪牢固等原因,这些年被铁路行业大量使用,约占新投设备的80%以上。
随着机械手的大量使用,双丝焊送丝机构悬挂问题变得简易,双丝焊技术获得迅速推广。
近些年,伴随复合材料用于铝合金车体结构,激光焊、激光MIG复合焊也在一些发达国家获得使用,主要用于高速磁悬浮列车的生产。
在日本、德国、瑞典等发达国家,近些年大量使用搅拌摩擦焊技术焊接铝合金车体大部件和车体总组成,由于该技术环保无烟尘,推广使用速度非常快,是将来发展的方向,国内铁路行业也在进行该技术的试验,目前在车体关键部件车钩座板上已经试验完成,正在进行产品应用验证,不久该技术也将在国内轨道交通车辆制造业获得大面积使用。