焊接是指通过加热或者加压,或者两者并用;加或不加填充材料;使两分离的金属表面达到原子间的结合,形成永久性连接的一种工艺方法。
常用的焊接方法及其优缺点
点焊
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,故热影响区小,变形与应力也小。通常在焊后不必安排较正和热处理工作。
无需焊丝、焊条等填充金属,以及氧气、乙炔、氩气等焊接耗材,焊接成本低。
操作简单,易于实现机械化和自动化。
生产率高,噪声小且无有害气体。
缺点及局限性:
目前还缺乏可靠的无损检测方法,焊接质量只能靠工件试样和工件的破坏性试验来检查,靠各种监控和监测技术来保证。
点、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的质量,而且因在两板间熔核周围形成尖角,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,使设备的成本较高,维修较困难。
MIG焊
优点:
GMAW法可以焊接所有的金属和合金。
克服了焊条电弧焊法条长度的限制。
能进行全位置焊。
电弧的熔敷率高。
焊接速度高。
焊丝能连续送进,所以得到长焊缝没有中间接头。
由于产生的熔渣少,可以降低焊后清理工作量。
它是低氢焊方法。
焊接操作简单,容易操作和使用。
缺点及局限性:
焊接设备复杂,价格较贵又不便于携带。
因焊枪较大,在狭窄处的可达性不好,因此影响保护效果。
室外风速应小于1。5m/s,否则易产生气孔,所以室外焊接应采取主风措施。
GMAW是明弧焊,应注意预防辐射和弧光。
螺柱焊:
优点:
焊接时间短,只有1-3ms,空气来不及侵入焊接区,焊接接头已经形成,因此无需保护措施。
螺柱直径与被焊工件壁厚之比可以达到8-10,最小板厚约0.5mm。
不用考虑螺柱长度的焊接收缩量,这是因为溶池很小,而且接头是塑性连接。
接头没有外部可见的焊脚,不需要进行接头外观质量检查,不会有气孔、裂纹等缺陷。
TIG焊
优点:
惰性气体不与金属发生任何化学反应,也不溶于金属,为获得高质量的焊缝提供了良好条件。
焊接工艺性能好,明弧,能观察电弧及熔池,即使在小的电流下电弧仍然燃烧稳定,焊接过程无飞溅,焊缝成型美观。
容易调节和控制焊接热输入,适合于薄板或对热敏感材料的焊接。
电弧具有阴极清理作用。
适用于全位置焊,是实现单面焊双面成型的理想方法。
缺点及局限性:
熔深较浅,焊接速度较慢,焊接生产率较低。
钨极载流能力有限,过大的电流会使焊接接头的力学性能降低,特别是塑性和冲击韧度降低。
对工件的表面要求较高。
焊接时气体的保护效果受周围气流的影响较大,需采取防护措施。
生产成本较高。
凸焊:
优点(与点焊相比较):
一次同电可以同时焊接多个焊点,不仅生产率高,而且没有分流影响。
电流密集于凸点,与点焊相比,焊接电流分布更集中,故可用较小电流进行焊接,并能可靠地形成较小的熔核。
凸点的位置准确,尺寸一致,各点的强度比较均匀。
电极的磨损量比点焊小,因而大大降低了电极的保养和维修费用。
与点焊相比,工件表面的油、锈、氧化皮、镀层和其他涂层对凸焊的影响较小。
可以焊接一些点焊难以焊接的板厚组合。
缺点及局限性(与点焊比较):
需要冲制凸点的附加工序。
有时电极比较复杂。
当一次同电焊接多个焊点时,需要使用高电极压力、高机械精度的大功率焊机。
汽车焊接新技术和新方向
激光焊接技术
激光焊接的特点是被焊接工件变形极小,几乎没有连接间隙,焊接深度/宽度比高,因此焊接质量比传统焊接方法高。汽车工业中,激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。
塑料焊接技术
超声波塑焊是将高频率机械振动通过工件传到接口部分,使分子加速运动。分子摩擦转换成热量使接口处塑料溶化,从而使两个焊件以分子联接方式真正结合为一体。因为这种分子运动是在瞬间完成的,所以绝大部分的超声波塑焊可以0.25~0.5s内完成。
电阻焊的节能及控制技术
发展三相低频电阻焊机、三相次级整流接触焊机和IGBT逆变电阻焊机,可以解决电网不平衡和提高功率因数的问题,同时还可进一步节约电能,利于实现参数的微机控制,可更好地适用于焊接铝合金、不锈钢及其他难焊金属的焊接。另外还可进一步减轻设备重量。
等离子焊(PAW)
等离子是指在标准大气压下温度超过3000℃的气体,在温度谱上可以把其看作为继固态、液态、气态之后的第四种物质状态。等离子弧焊是在钨极氩弧焊的基础上发展起来的一种焊接方法。等离子弧焊用的热源则是将自由钨弧压缩强化之后而获得电离度更高的电弧等离子体,称等离子弧,又称压缩电弧。
TCP自动校零技术
TCP自动校零是用在机器人焊接中的一项新技术,它的硬件设施是由一梯形固定支座和一组激光传感器组成。当焊枪以不同姿态经过TCP支座时,激光传感器都将记录下的数据传递到CPU与最初设定值进行比较与计算。当TCP发生偏离时,机器人会自动运行校零程序,自动对每根轴的角度进行调整,并在最少的时间内恢复TCP零位。
焊缝自动跟踪技术
焊缝自动跟踪技术为电弧电压跟踪传感,该系统具有寻找焊缝起始点、终点以及弧长参考点,焊接过程中根据弧长的变化,用电弧传感器控制电压自适应控制。这种方法也只能应用于角接接头形式,对于轿车底盘零件大量的薄板搭接焊缝,因无法寻找弧长参考点也无法应用。
机器人焊接
工业机器人,因集自动化生产和灵活性生产特点于一身,故轿车生产近年来大规模、迅速地使用了机器人。在焊接方面,主要使用的是点焊机器人和弧焊机器人。国内汽车焊接水平与国外相比差距很大,焊接的自动化已经引起国内汽车生产厂家的重视。
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