路虎极光水箱横梁总成的焊接工艺分析
目录
引言 1
一、水箱横梁总成焊接要求 2
二、焊接原理 3
（一）焊条电弧焊 4
1.焊条电弧焊的原理及特点 4
2.焊条电弧焊的优点 4
3.焊条电弧焊的缺点 5
（二）MIG焊 5
（三）点焊 5
1.电阻焊基本原理 5
2.点焊的优点 6
3.点焊的缺点 6
三、水箱横梁焊接工艺选择 7
四、点焊的具体分析 7
（一）点焊过程 7
（二）点焊参数的设定 8
1.压力的标定 8
2.焊接电流的标定 9
五、焊后分析 10
（一）半破坏检测 11
（二）全破坏和超声波测试 12
总结 14
谢辞 15
参考文献 16
引言
目前精密焊机在国内产品较少，点焊或凸焊机的开发技术虽有一定的进步，但都为合资企业产品，关键核心部件仍依赖进口。但我国在焊接方面的研究已接近国家水平，如果能在焊机逆变电阻焊机，柔性化电阻焊成套设备等焊机核心部件上有进一步的发展，将可以实现更大规模的点焊覆盖率并且使用的都会是国产化的焊机。了解焊接的工艺及其特点对于保证公司产品的优良率有着重要的影响，随着点焊的普遍应用，了解点焊的工艺和点焊的参数分析将会是从焊接的本质上有效控制焊接的质量。并了解点焊会产生的质量问题，避免这些质量问题将大大提升企业的制造水平和产品的质量水平。一、水箱横梁总成焊接要求
图1—1 水箱横梁总成零件图
如图1—1、图1—2所示，此分总成因为在水箱横梁的下方，表面全是属于C级面，表面外观要求不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
高。但主要承受汽车中水箱和冷凝器的重量，对汽车中的水箱和冷凝器起到支撑和保护的作用，所以焊接强度一定要达到足够的强度。而且因为总成内部会穿插电线，所以焊接的表面不能有毛刺等会损坏电线的问题，否则将会产生很大的安全隐患。
图1—2 实物效果图
白车身的组件都是采用各种焊接技术使之成为一体，水箱横梁总成也不例外，由于此分总成外观要求比较低，而具有一定的强度要求和装配要求，所以一定要在特定的夹具上将之分组件焊接成为分总成。
焊装车间常用的焊接方法有：悬挂点焊机、固定点焊机、螺柱焊机、傀儡焊、CO2气体保护焊、MIG焊，点焊机器人。而其中最具有代表性，应用范围最大的三种焊接方式就是焊条电弧焊、MIG焊、点焊。
二、焊接原理
焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料的条件下借助于原子间或分子间的联系与质点的扩散作用形成一个整体的过程。
图2—1 焊接电弧示意图
熔化焊需要产生焊接电弧来对两个板件进行焊接。
由焊接电源供给、具有一定电压的两极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。（如图2—1）
（一）焊条电弧焊
通过人手工操纵焊条的焊接方法就是焊条电弧焊，是熔焊中最基本的一种焊接方法，也是目前企业焊接生产中适用范围最广的焊接方法之一。
1.焊条电弧焊的原理及特点
焊条电弧焊的焊接回路是由弧焊电源、电缆、焊钳、焊条、电弧和焊件组成。焊条电弧焊的主要设备是弧焊电源，它的作用是为焊接电弧稳定燃烧提供所需要的合适的电流和电压。焊接电弧是负载，焊接电缆连接电源与焊钳和焊件。（见图2—2、图2—3）
图2—2 焊条电弧焊工作设备 图2—3 焊条电弧焊焊接过程
2.焊条电弧焊的优点
① 工艺灵活、适应性强
对于不同的焊接位置，接头形式，焊缝的厚度，在任何地方，只要该电极可以实现接触，焊接可以容易地进行。一些单件、小件、短、不规则的空间中任何地方机械化焊接缝和缝是不容易实现的，相比之下焊条电弧焊更加灵活，易于操作。
② 应用范围广
焊条电弧焊与大部分焊件金属性能都能匹配工作，并且因此，其接头可达到的性能与被焊接的金属的性能不相上下。 焊条电弧焊不仅在碳钢，低合金钢，不锈钢和耐热钢的材料上使用，对于铸铁，高合金钢及有色金属也可以用来焊条电弧焊。此外，你可以进行与异种金属材料的焊接等。
③ 方便控制焊接变形、容易分散焊接应力
由于焊接是局部加热不均匀，所以焊件焊接过程中会有一些焊接应力和变形。在结构形状复杂和焊缝相对集中的焊件，长焊缝和焊缝厚度大的焊件的焊接，应力和变形问题较为突出。使用手工电弧焊，可以改变焊接工艺，如使用跳跃焊接，分段回焊等方法对称性的减少零件的变形和提高焊接的应力的分布。
④ 设备简单、成本较低
焊条电弧焊通常使用的直流焊机和交流焊机，并且它的结构相对简单，维修比较容易；该设备重量轻，移动方便，而且没有辅助气体保护焊机，并有较强的抗风能力;投资小，成本相对较低。
3.焊条电弧焊的缺点
① 生产率低，劳动强度大
由于电弧焊焊条的长度是一定的，因此，每个焊接焊条使用完后必须经过更换，并且每个焊道完成后，需要清渣。焊接过程中途停止是不连续的，因此生产率低，劳动强度大。
② 焊缝质量对操作人员的依赖性强
由于焊条电弧焊是采用手工操作，焊缝质量主要靠焊工的焊接技术和操作经验来保证的，所以，焊工的操作技术及现场发挥很大程度上决定了焊缝质量，甚至焊工的操作时的精神状态也会影响焊缝质量。
（二）MIG焊
MIG焊是利用外加的惰性气体作为电弧介质利用焊丝作熔化电极的电弧焊
优点：质量好、生产率高、应用范围广
缺点：成本较高
应用条件
材料：黑色金属和有色金属
厚度：材料厚、薄均可
位置：全位置
结构：中、厚板的有色金属结构，尤其是铝合金结构。
MIG焊的组成及要求
组成：电源、控制系统、送丝系统、焊枪及行走系统（自动焊）、供气系统、水冷系统等。
（三）点焊
点焊的原理如图2—4所示
1.电阻焊基本原理
点焊是在两个板件结合紧密的情况下，电极通过对板件进行加压并通以比较大的电流从而利用板件为电阻产生电阻热 ，将电极中心温度最高的区域的金属很快的加热到高塑性或融化状态，形成一个透镜型的液态熔池。保持电极的压力，断开电流，在冷却水的循环下，金属冷却形成焊点，进而实现两块板件的连接。焊件表面需保持清洁，并把焊接的板件搭接装配好，否则会产生如虚焊，焊点扭曲等问题。（图2—5所示为电阻焊点焊焊钳）
图2—4 点焊的基本原理示意图
图2—5 点焊焊钳的构造示意图
焊接热的产生及影响产热的因素，点焊时产生的热量根据焦耳定律：总热量：Q=I2RT
Q——产生的热量（焦耳/J）
I——焊接电流（安培/A）
R——钣件间电阻（欧姆/Ω）
T——焊接时间（周波/CYC）
引言 1
一、水箱横梁总成焊接要求 2
二、焊接原理 3
（一）焊条电弧焊 4
1.焊条电弧焊的原理及特点 4
2.焊条电弧焊的优点 4
3.焊条电弧焊的缺点 5
（二）MIG焊 5
（三）点焊 5
1.电阻焊基本原理 5
2.点焊的优点 6
3.点焊的缺点 6
三、水箱横梁焊接工艺选择 7
四、点焊的具体分析 7
（一）点焊过程 7
（二）点焊参数的设定 8
1.压力的标定 8
2.焊接电流的标定 9
五、焊后分析 10
（一）半破坏检测 11
（二）全破坏和超声波测试 12
总结 14
谢辞 15
参考文献 16
引言
目前精密焊机在国内产品较少，点焊或凸焊机的开发技术虽有一定的进步，但都为合资企业产品，关键核心部件仍依赖进口。但我国在焊接方面的研究已接近国家水平，如果能在焊机逆变电阻焊机，柔性化电阻焊成套设备等焊机核心部件上有进一步的发展，将可以实现更大规模的点焊覆盖率并且使用的都会是国产化的焊机。了解焊接的工艺及其特点对于保证公司产品的优良率有着重要的影响，随着点焊的普遍应用，了解点焊的工艺和点焊的参数分析将会是从焊接的本质上有效控制焊接的质量。并了解点焊会产生的质量问题，避免这些质量问题将大大提升企业的制造水平和产品的质量水平。一、水箱横梁总成焊接要求
图1—1 水箱横梁总成零件图
如图1—1、图1—2所示，此分总成因为在水箱横梁的下方，表面全是属于C级面，表面外观要求不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
高。但主要承受汽车中水箱和冷凝器的重量，对汽车中的水箱和冷凝器起到支撑和保护的作用，所以焊接强度一定要达到足够的强度。而且因为总成内部会穿插电线，所以焊接的表面不能有毛刺等会损坏电线的问题，否则将会产生很大的安全隐患。
图1—2 实物效果图
白车身的组件都是采用各种焊接技术使之成为一体，水箱横梁总成也不例外，由于此分总成外观要求比较低，而具有一定的强度要求和装配要求，所以一定要在特定的夹具上将之分组件焊接成为分总成。
焊装车间常用的焊接方法有：悬挂点焊机、固定点焊机、螺柱焊机、傀儡焊、CO2气体保护焊、MIG焊，点焊机器人。而其中最具有代表性，应用范围最大的三种焊接方式就是焊条电弧焊、MIG焊、点焊。
二、焊接原理
焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料的条件下借助于原子间或分子间的联系与质点的扩散作用形成一个整体的过程。
图2—1 焊接电弧示意图
熔化焊需要产生焊接电弧来对两个板件进行焊接。
由焊接电源供给、具有一定电压的两极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。（如图2—1）
（一）焊条电弧焊
通过人手工操纵焊条的焊接方法就是焊条电弧焊，是熔焊中最基本的一种焊接方法，也是目前企业焊接生产中适用范围最广的焊接方法之一。
1.焊条电弧焊的原理及特点
焊条电弧焊的焊接回路是由弧焊电源、电缆、焊钳、焊条、电弧和焊件组成。焊条电弧焊的主要设备是弧焊电源，它的作用是为焊接电弧稳定燃烧提供所需要的合适的电流和电压。焊接电弧是负载，焊接电缆连接电源与焊钳和焊件。（见图2—2、图2—3）
图2—2 焊条电弧焊工作设备 图2—3 焊条电弧焊焊接过程
2.焊条电弧焊的优点
① 工艺灵活、适应性强
对于不同的焊接位置，接头形式，焊缝的厚度，在任何地方，只要该电极可以实现接触，焊接可以容易地进行。一些单件、小件、短、不规则的空间中任何地方机械化焊接缝和缝是不容易实现的，相比之下焊条电弧焊更加灵活，易于操作。
② 应用范围广
焊条电弧焊与大部分焊件金属性能都能匹配工作，并且因此，其接头可达到的性能与被焊接的金属的性能不相上下。 焊条电弧焊不仅在碳钢，低合金钢，不锈钢和耐热钢的材料上使用，对于铸铁，高合金钢及有色金属也可以用来焊条电弧焊。此外，你可以进行与异种金属材料的焊接等。
③ 方便控制焊接变形、容易分散焊接应力
由于焊接是局部加热不均匀，所以焊件焊接过程中会有一些焊接应力和变形。在结构形状复杂和焊缝相对集中的焊件，长焊缝和焊缝厚度大的焊件的焊接，应力和变形问题较为突出。使用手工电弧焊，可以改变焊接工艺，如使用跳跃焊接，分段回焊等方法对称性的减少零件的变形和提高焊接的应力的分布。
④ 设备简单、成本较低
焊条电弧焊通常使用的直流焊机和交流焊机，并且它的结构相对简单，维修比较容易；该设备重量轻，移动方便，而且没有辅助气体保护焊机，并有较强的抗风能力;投资小，成本相对较低。
3.焊条电弧焊的缺点
① 生产率低，劳动强度大
由于电弧焊焊条的长度是一定的，因此，每个焊接焊条使用完后必须经过更换，并且每个焊道完成后，需要清渣。焊接过程中途停止是不连续的，因此生产率低，劳动强度大。
② 焊缝质量对操作人员的依赖性强
由于焊条电弧焊是采用手工操作，焊缝质量主要靠焊工的焊接技术和操作经验来保证的，所以，焊工的操作技术及现场发挥很大程度上决定了焊缝质量，甚至焊工的操作时的精神状态也会影响焊缝质量。
（二）MIG焊
MIG焊是利用外加的惰性气体作为电弧介质利用焊丝作熔化电极的电弧焊
优点：质量好、生产率高、应用范围广
缺点：成本较高
应用条件
材料：黑色金属和有色金属
厚度：材料厚、薄均可
位置：全位置
结构：中、厚板的有色金属结构，尤其是铝合金结构。
MIG焊的组成及要求
组成：电源、控制系统、送丝系统、焊枪及行走系统（自动焊）、供气系统、水冷系统等。
（三）点焊
点焊的原理如图2—4所示
1.电阻焊基本原理
点焊是在两个板件结合紧密的情况下，电极通过对板件进行加压并通以比较大的电流从而利用板件为电阻产生电阻热 ，将电极中心温度最高的区域的金属很快的加热到高塑性或融化状态，形成一个透镜型的液态熔池。保持电极的压力，断开电流，在冷却水的循环下，金属冷却形成焊点，进而实现两块板件的连接。焊件表面需保持清洁，并把焊接的板件搭接装配好，否则会产生如虚焊，焊点扭曲等问题。（图2—5所示为电阻焊点焊焊钳）
图2—4 点焊的基本原理示意图
图2—5 点焊焊钳的构造示意图
焊接热的产生及影响产热的因素，点焊时产生的热量根据焦耳定律：总热量：Q=I2RT
Q——产生的热量（焦耳/J）
I——焊接电流（安培/A）
R——钣件间电阻（欧姆/Ω）
T——焊接时间（周波/CYC）
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