汽車結構用到哪些焊接接頭
『壹』 汽車焊接接頭一般需要達到多少兆帕
長期以來,焊接結構的傳統設計原則基本上是強度設計。在實際的焊接結構中,焊縫與母材在強度上的配合關系可有三種:焊縫強度等於母材(等強匹配)、焊縫強度超出母材(超強匹配,也叫高強匹配)及焊縫強度低於母材(低強匹配)。從結構的安全可靠性考慮,一般都要求焊縫強度至少與母材強度相等,即「等強」設計原則。但實際生產中,多是按照熔敷金屬強度來選擇焊接材料,而熔敷金屬強度並非是實際的焊縫強度。熔敷金屬不等同於焊縫金屬,特別是低合金高強度鋼用焊接材料,其焊縫金屬的強度往往比熔敷金屬的強度高出不少。
所以,就會出現名義「等強」而實際「超強」的結果。超強匹配是否一定安全可靠,認識上並不一致,並且有所質疑。我國九江長江大橋設計中就限制焊縫的「超強值」不大於98MPa;美國的學者Pelini則提出,為了達到保守的結構完整性目標,可採用在強度方面與母材相當的焊縫或比母材低137MPa的焊縫(即低強匹配);根據日本學者佐藤邦彥等的研究結果,低強匹配也是可行的,並已在工程上得到應用。但比利時學者Soete和我國張玉鳳等的觀點是,超強匹配應該有利。顯然,涉及焊接結構安全可靠的有關焊縫強度匹配的設計原則,還缺乏充分的理論和實踐的依據,未有統一的認識。為了確定焊接接頭更合理的設計原則和為正確選用焊接材料提供依據,清華大學陳伯蠡教授等承接了國家自然科學基金研究項目「高強鋼焊縫強韌性匹配理論研究」。課題的研究內容有:490MPa級低屈強比高強鋼接頭的斷裂強度,690~780MPa級高屈強比高強鋼接頭的斷裂強度,無缺口焊接接頭的抗拉強度,深缺口試樣缺口頂端的變形行為,焊接接頭的NDT試驗等。大量試驗結果表明:
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對於抗拉強度490MPa級的低屈強比高強鋼,選用具備一定韌性而適當超強的焊接材料是有利的。如果綜合焊接工藝性和使用適應性等因素,選用具備一定韌性而實際「等強」的焊接材料應更為合理。該類鋼焊接接頭的斷裂強度和斷裂行為取決於焊接材料的強度和塑韌性的綜合作用。因此,僅考慮強度而不考慮韌性而進行的焊接結構設計,並不能可靠地保證其使用安全性。
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對於抗拉強度690~780MPa級的高屈強比高強鋼,其焊接接頭的斷裂性能不僅與焊縫的強度、韌性和塑性有關,而且受焊接接頭的不均質性所制約,焊縫過分超強或過分低強均不理想,而接近等強匹配的接頭具有最佳的斷裂性能,按實際等強原則設計焊接接頭是合理的。因此焊縫強度應有上限和下限的限定。
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抗拉強度匹配系數(Sr)即焊接材料的熔敷金屬抗拉強度與母材抗拉強度之比值,它可以反映接頭力學性能的不均質性。試驗結果表明,當Sr≧0.9時,可以認為焊接接頭強度很接近母材強度。因此,生產實踐中採用比母材強度降低10%的焊接材料施焊,是可以保證接頭等強度設計要求的。當Sr≧0.86時,接頭強度可達母材強度的95%以上,這是因為強度較高的母材對焊縫金屬產生拘束作用,使焊縫強度得到提高。
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母材的屈強比對焊接接頭的斷裂行為有重要影響,母材屈強比低的接頭抗脆斷能力較母材屈強比高的接頭抗脆斷能力更好。這說明母材的塑性儲備對接頭的抗脆斷性能亦有較大的影響。
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焊縫金屬的變形行為受到焊縫與母材力學性能匹配情況的影響。在相同拉伸應力下,低屈強比鋼的超強匹配接頭的焊縫應變較大,高屈強比鋼的低強匹配接頭的焊縫應變較小,焊接接頭的裂紋張開位移(COD值)也呈現相同的趨勢,即低屈強比鋼的超強匹配接頭具有裂紋頂端處易於屈服且裂紋頂端變形量更大的優勢。
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焊接接頭的抗脆斷性能與接頭力學性能的不均質性有很大關系,他不僅決定於焊縫的強度,而且受焊縫的韌性和塑性所制約。焊接材料的選擇不僅要保證焊縫具有適宜的強度,更要保證焊縫具有足夠高的韌性和塑性,即要控制好焊縫的強韌性匹配。
對於強度級別高的鋼種,要使焊縫金屬與母材達到等強匹配則存在很大的技術難度,既使焊縫強度達到了等強,卻使焊縫的塑性、韌性降低到了不可接受的程度;抗裂性能也顯著下降,為防止出現焊接裂紋,施工條件要求極為嚴格,施工成本大大提高。
為了避免這種只追求強度而損害結構整體性能,提高施工上的經濟可靠性,不得不把強度降下來,採用低強匹配方案。如日本的潛艇用鋼NS110,它的屈服強度大於或等於1098MPa,而與之配套的焊條和氣保焊絲的熔敷金屬屈服強度則要求大於或等於940MPa,其屈服強度匹配系數為0.85。採用低強匹配的焊接材料後,焊縫的含碳量及碳當量都可以降低,這將使焊縫的塑韌性得到提高,抗裂性能得到改善,給焊接施工帶來了方便,降低了施工方面的成本。
另外,日本學者佐藤邦彥的一些試驗數據表明,只要焊縫金屬的強度不低於母材強度的80%,仍可保證接頭與母材等強,但是低強焊縫的接頭整體伸長率要低一些。在疲勞載荷作用下,如不削除焊縫的余高,疲勞裂紋將產生在熔合區;但若削除焊縫的余高,疲勞裂紋將產生在低強度的焊縫之中。因此,關於低強焊縫的運用,應當結合具體條件進行一些試驗工作為宜。
『貳』 焊接接頭的形式有哪些
焊接接頭的主要基本形式有四種:對接接頭、T型接頭、角接接頭和搭接接頭。對接接頭是專將兩塊鋼屬板的邊緣相對配置,並使其表面成一直線而結合的接頭。這種接頭能承受較大的靜力和震動載荷,所以是焊接結構中最常用的接頭形式。
T型接頭是兩個構件相互垂直或傾斜成一定角度而形成的焊接接頭。這種接頭焊接操作時比較困難,整個接頭承受載荷的能力,特別是承受震動載荷的能力比較差。由於結構件組成的復雜多樣性,這種接頭在焊接結構中也是較為常見的形式之一。
角接接頭是將兩塊鋼板配置成直角或某一定的角度,而在板的頂端邊緣上焊接的接頭。角接接頭不僅用於板與板之間的有角度連接,也常用於管與板之間,或管與管之間的有角度連接。
搭接接頭是將兩塊鋼板相疊,而在相疊端的邊緣採用塞焊、開槽焊進行焊接的接頭形式。這種接頭的強度較低,只能用於不太重要的焊接構件中。
『叄』 車輛上面的焊接技術有哪幾種
01激光焊接
激光焊接:激光輻射加熱待加工表面,表面熱量通過熱傳導向內部擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復頻率等激光參數,使工件熔化,形成特定的熔池。
▲對焊接件進行點焊固定
▲進行連續激光焊接
激光焊接可以採用連續或脈沖激光束加以實現,激光焊接的原理可分為熱傳導型焊接和激光深熔焊接。功率密度小於10~10 W/cm為熱傳導焊,此時熔深淺、焊接速度慢;功率密度大於10~10 W/cm時,金屬表面受熱作用下凹成"孔穴",形成深熔焊,具有焊接速度快、深寬比大的特點。
激光焊接技術廣泛被應運在汽車、輪船、飛機、高鐵等高精製造領域,給人們的生活質量帶來了重大提升,更是引領家電行業進入了精工時代。
特別是在大眾汽車創造的42米無縫焊接技術,大大提高了車身整體性和穩定性之後,家電領頭企業海爾集團隆重推出首款採用激光無縫焊接技術生產的洗衣機,先進的激光技術可以為人民的生活帶來巨大的改變。
02激光復合焊接
激光復合焊接是激光束焊接與MIG焊接技術相結合,獲得最佳焊接效果,快速和焊縫搭橋能力,是當前最先進的焊接方法。
激光復合焊的優點是:速度快,熱變形小,熱影響區域小,並且確保了焊縫的金屬結構與機械屬性。
激光復合焊除了汽車薄板結構件的焊接,還適用於很多其它應用。例如將這項技術應用於混凝土泵和移動式起重機臂架的生產,這些工藝需對高強度鋼進行加工,傳統技術往往會因為需要其它輔助工藝(如預熱)而導致成本的增加。再則,該技術也可應用於軌道車輛的製造及常規鋼結構(如橋梁,油箱等)。
03 攪拌摩擦焊
攪拌摩擦焊是利用摩擦熱與塑性變形熱作為焊接熱源。攪拌摩擦焊焊接過程是由一個圓柱體或其他形狀(如帶螺紋圓柱體)的攪拌針伸入工件的接縫處,通過焊頭的高速旋轉,使其與焊接工件材料摩擦,從而使連接部位的材料溫度升高軟化。
攪拌摩擦焊在焊接過程中工件要剛性固定在背墊上,焊頭邊高速旋轉,邊沿工件的接縫與工件相對移動。
焊頭的突出段伸進材料內部進行摩擦和攪拌,焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱,並用於防止塑性狀態材料的溢出,同時可以起到清除表面氧化膜的作用。
攪拌摩擦焊縫結束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。
攪拌摩擦焊可實現異種材料間焊接,如金屬、陶瓷、塑料等。攪拌摩擦焊焊接質量高,不易產生缺陷,容易實現機械化、自動化、質量穩定、成本低效率高。
04 電子束焊接
電子束焊是利用加速和聚焦的電子束轟擊置於真空或非真空中的焊件所產生的熱能進行焊接的方法。
電子束焊接因具有不用焊條、不易氧化、工藝重復性好及熱變形量小的優點而廣泛應用於航空航天、原子能、國防及軍工、汽車和電氣電工儀表等眾多行業。
▲電子束焊接原理
電子束焊接工作原理
電子從電子槍中的發射體(陰極)逸出,在加速電壓作用下,電子被加速至光速的0.3~0.7倍,具有一定的動能。再經電子槍中靜電透鏡和電磁透鏡的作用,會聚成功率密度很高的電子束流。這種電子束流撞擊工件表面,電子動能轉變為熱能而使金屬迅速熔化和蒸發。在高壓金屬蒸氣作用下,工件表面被迅速「鑽」出一個小孔,也稱之為「匙孔」,隨著電子束與工件的相對移動,液態金屬沿小孔周圍流向熔池後部,並冷卻凝固形成焊縫。
▲電子束焊接機
電子束焊接的主要特點
電子束穿透能力強,功率密度極高,焊縫深寬比大,可達到50:1,可實現大厚度材料一次成形,最大焊接厚度達到300mm。焊接可達性好,焊接速度快,一般在1m/min以上,熱影響區小,焊接變形小,焊接結構精度高。電子束能量可以調節,被焊金屬厚度可以從薄至0.05mm到厚至300mm,不開坡口,一次焊接成形,這是其他焊接方法無法達到的。能採用電子束焊接的材料范圍較大,特別適用於活性金屬、難熔金屬和質量要求高的工件的焊接。
05 超聲波金屬焊接
超聲波金屬焊接是利用超聲頻率的機械振動能量,連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法。金屬在進行超聲波焊接時,既不向工件輸送電流,也不向工件施以高溫熱源,只是在靜壓力之下,將框框振動能量轉變為工作間的摩擦功、形變能及有限的溫升。接頭間的冶金結合是母材不發生熔化的情況下實現的一種固態焊接。
它有效地克服了電阻焊接時所產生的飛濺和氧化等現象,超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接。可廣泛應用於可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。
超聲波金屬焊接利用高頻振動波傳遞到需焊接的金屬表面,在加壓的情況下,使兩個金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。
超聲波金屬焊接優點在於快速、節能、熔合強度高、導電性好、無火花、接近冷態加工;缺點是所焊接金屬件不能太厚(一般小於或等於5mm)、焊點位不能太大、需要加壓。
06 閃光對焊
閃光對焊的原理是利用對焊機使兩端金屬接觸,通過低電壓的強電流,待金屬被加熱到一定溫度變軟後,進行軸向加壓頂鍛,形成對焊接頭。
兩個焊件未接觸前被兩個夾鉗電極夾緊並連接電源,移動可動夾具,兩焊件端面輕輕接觸即通電加熱,接觸點因加熱形成液態金屬發生爆破,噴射火花形成閃光,連續移動可動夾具,連續發生閃光,焊件兩端獲得加熱,達到一定溫度後,擠壓倆工件端面,切斷焊接電源,牢固的焊接在一起。利用電阻加熱焊件接頭使接觸點產生閃光,熔化焊件端面金屬,迅速施加頂端力完成焊接。
鋼筋閃光對焊是將兩根鋼筋安裝放成對接形式,利用焊接電流通過兩根鋼筋接觸點產生的電阻熱,使接觸點金屬熔化,產生強烈飛濺,形成閃光,伴有刺激性氣味,釋放微量分子,迅速施加頂鍛力完成的一種壓焊方法。
『肆』 汽車焊接涉及到哪些焊接技術
這個具體要看你是焊接汽車什麼地方,修車方面主要有:手工電弧焊、氣焊與氣割、氣體保護焊、等離子弧焊與切割、電阻焊.激光焊接、激光釺焊技術
『伍』 常用的焊接接頭有哪些
焊接接頭的主要基本形式有四種:對接接頭、T型接頭、角接接頭和搭接接頭。回
對接接頭是將兩塊鋼板的邊緣答相對配置,並使其表面成一直線而結合的接頭。這種接頭能承受較大的靜力和震動載荷,所以是焊接結構中最常用的接頭形式。
T型接頭是兩個構件相互垂直或傾斜成一定角度而形成的焊接接頭。這種接頭焊接操作時比較困難,整個接頭承受載荷的能力,特別是承受震動載荷的能力比較差。由於結構件組成的復雜多樣性,這種接頭在焊接結構中也是較為常見的形式之一。
角接接頭是將兩塊鋼板配置成直角或某一定的角度,而在板的頂端邊緣上焊接的接頭。角接接頭不僅用於板與板之間的有角度連接,也常用於管與板之間,或管與管之間的有角度連接。
搭接接頭是將兩塊鋼板相疊,而在相疊端的邊緣採用塞焊、開槽焊進行焊接的接頭形式。這種接頭的強度較低,只能用於不太重要的焊接構件中。
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『陸』 汽車焊接一般用什麼焊
結構碳鋼件一般用二氧化碳氣體保護焊接,汽車上的發動機鑄鐵缸體用手工電弧專焊不過這個地方特殊之處屬是用抗裂性能好一些的鑄鐵焊條比如WEWELDING777鑄鐵焊條,還有汽車上的比如鋁制的散熱器水箱冷凝器空調管等薄料鋁用火焰低溫焊接,這個是推薦低溫的比如威歐丁303低溫鋁焊絲焊接,如果是比較厚度的比如油底殼,變速箱,油箱這類體積稍微大一些的則考慮鋁氬弧焊,這類鋁氬弧焊在選擇的時候需要選擇可以提供機器調試使用指導和焊接手法使用指導的供應商。
『柒』 製造汽車駕駛室時通常選用什麼材料形狀和什麼接頭形式最適宜的焊接方法是
汽車駕駛室一般是用薄鋼板製作,薄鋼板之間的連接多用搭接接頭,一般採用加壓焊,如點焊等。
『捌』 汽車上有哪些部件可以用到激光焊接
車頂 車門等薄工件需要拼接的工件,都用的到激光焊接。
但是,為了節約成本,只有歐美系少數車頂等部位採用了激光焊接。
『玖』 汽車製造一般用到哪些焊接設備
目前大多數汽車製造商應用到的焊接設備大致可以分為四類:直接焊接設備類、工裝夾具類、扣合壓力類、檢測 工具類。下面深圳駿航焊接設備有限公司就跟大家說說什麼叫直接焊接設備類及簡要的分析。
直接焊接設備指使用此類設備使工件通過焊接的方式粘合在一起的焊接設備,在汽車製造中直接焊接設備類包 括有:懸掛式點焊機、自動焊、點焊機器人、弧焊機器人、中頻焊機、油箱自動縫焊機、固定式螺母凸焊機、螺柱焊 機等;
近年來,隨著汽車生產企業的發展,節能減排越來越受到汽車生產企業的重視,中頻焊機在越來越多的汽車生 產企業中得到了應用。因為與傳統的工頻焊機相比,中頻焊機運用的中頻電源,比傳統的工頻焊機要節約能源30%-50% 之間,對於長期運作和長時間工作的汽車生產企業來說,那是一筆不少的費用。而且中頻焊機適合自動線運用,控制 智能化程度高,適用的焊接材料范圍廣,能夠得到穩定、可靠的焊點質量,是各大汽車生產企業的首選焊機;尤其是 在歐洲,中頻焊機的使用量已經高達到40%以上,並擴展到鋁合金橋車車身的點焊作業。而國內中頻焊機的應用,也隨 著對焊接要求的提高而逐漸得到廣泛應用,駿騰發生產的中頻懸掛點焊機生產線就廣泛應用到了東風日產、北京時代 、奇瑞汽車、一汽大眾等企業,是國內最成功的一個案例。
隨著社會的進步,人工成本不斷提高,機器人價格逐漸降低,焊接設備將會逐步趨向於全自動化;激光焊接方 式將大量運用到汽車焊接生產線上,因此,低能耗、高效率、無毒、無污染的焊接設備也將是今後汽車焊接線上的技 術進步趨勢
『拾』 汽車車身焊接方法有哪些
車體總成工來位,由於側自立框架及地板夾具的干涉,焊鉗往往無法深入輪 罩處進行焊接,這時就需要有一種機構來代替人工焊接,而此處結構為空腔焊接,而不是常用的上下電極頭相貼焊接,對於普通焊接,是靠上下電極頭接觸形成焊接迴路,而在中空焊接時,因為電流通過相鄰板流動,板和板之間接觸的地方會全部分流,所以無效分流很大,如果改用普通交流電,很容易出現假焊。通過查閱相關資料,與電氣、焊接方面的技術人員討論,要解決以上問題,就要使焊接時的交流電流變為直流電流,從而保證焊接後的焊接強度,於是先設想採用逆變控制箱控制自動焊鉗的方法,將焊接電流由交流電流變為直流電流,以下通過實驗來驗證焊接的可靠性
