《冲焊工艺》PPT课件.ppt

冲、焊工艺基础课件,生产车型：一期C/B级车，二期A/A0级车、及SRV。生产纲领：一期10万，二期15万。生产节拍：130s,轿车项目概况：,猜一猜哪个是BENZ,哪个是JAC的？,（一）冲 压 工 艺,1、通过学习冲压的专业理论知识，掌握冲压工艺的基本原理。2、通过学习冲压工艺流程及实践操作知识，提高对冲压工艺的质量管理水平。3、通过对冲压工艺的熟悉，对冲压可能产生的质量问题起到预防作用。,本次学习的目标：,第一章 冲压基础知识 第一节、冲压的定义冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加 外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和 尺寸的工件成形加工方法。按照冲压时的温度情况冲压可分为冷冲压和热冲压两种方式。冲压加工的三要素：冲床、模具、原材料。,第二节、冲压件的使用范围全世界的钢材中，有6070%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车、飞机、锅炉、容器、电机、电器仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中都有大量冲压件。,第三节、冲压的优点冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。,第二章 冲压工艺,1.冲压工艺方法概括起来可以分成两大类：分离工序成形工序分离工序：是在冲压过程中使冲压件与坯料沿一定的轮廓线相互分离，同时冲压件分离断面的质量也要满足一定的要求；成形工序：是使冲压坯料在不破坏的条件下发生塑性变形，并转化成所要求的成品形状，同时也应满足尺寸公差等方面的要求在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。,第一节、冲压的分类,第二节、分离工序分类,第三章、分离工序之冲裁冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。冲裁是切断、落料、冲孔、冲缺、冲槽、剖切、凿切、切边、切舌、切开、整修等分离工序的总称。基本工序：落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲压工序件。冲裁时工件受力必然从弹、塑性变形开始，以断裂告终。,1.冲裁的变形机理,2、冲裁变形过程,间隙正常、刃口锋利情况下，冲压变形过程可分为三个阶段：,（1）弹性变形阶段 变形区内部材料应力小于屈服应力。,（2）.塑性变形阶段 变形区内部材料应力大于屈服应力。,凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。,（3）断裂分离阶段 变形区内部材料应力大于强度极限。,裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面,凸模刃口附近的侧面,上、下裂纹扩展相遇,材料分离,3、冲裁件断面质量及其影响因素,(1).冲裁件质量：,垂直、光洁、毛刺小,图纸规定的公差范围内,外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小,指断面状况、尺寸精度和形状误差。,圆角带a：,刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。,光亮带b：,塑性剪切变形。质量最好的区域。,断裂带c：,裂纹形成及扩展。,毛刺区d：,间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。,3、冲裁件断面质量及其影响因素（续）,(2)、断面质量,间隙合理时的光亮带,凸、凹模均磨钝,(3)、冲裁件尺寸精度及其影响因素,3、冲裁件质量及其影响因素（续）,尺寸精度：指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。,该差值包括两方面的偏差：一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；二是模具本身的制造偏差：,a.冲模的制造精度（零件加工和装配）b.材料的性质c.冲裁间隙,(4)、冲裁件形状误差及其影响因素,3、冲裁件质量及其影响因素（续）,冲裁件的形状误差：,翘曲：,冲裁件呈曲面不平现象。它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，另外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。,扭曲：,冲裁件呈扭歪现象。它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。,变形：,由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产生的。,冲裁过程钣件受力分析：,第四章、成形工序之弯曲,1）概述：弯曲是将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。2）弯曲模结构要点：（1）由于弯曲凸凹可自动对心，故可省却导向装置；（2）由于弯曲件往往不对称，弯曲中毛坯易发生窜动，所以弯曲模定位装置必须可靠。定位措施有：a.利用毛坯上的已有孔或外加工艺孔（定位用），加强定位可靠性；b.尽可能让毛坯在夹持情况下弯曲变形；c.弯曲件为小件，且不对称时，可对称双件弯曲，成形后切开。,3).弯曲,4）.弯曲常见缺陷及原因弯曲件缺陷：弯曲回弹(1).弯曲回弹：材料在常温下的弯曲总是伴有弹性变形，在卸载后，总变形中的弹性变形部分立即恢复，引起工件回跳，称为回弹，回弹的结果表现在弯曲件曲率和角度的变化。(2).影响回弹的因素：a材料的力学性能；b相对弯曲半径；c弯曲中心角；d弯曲方式及弯曲模；e工件的形状。一般情况下，减小弯曲回弹方法有：1）改进弯曲件局部结构和选用合适材料；2）补偿法；3）校正法；4）拉弯法。,第五章、成型工序之拉深1.概述拉深又称拉延，是利用拉深模在压力机的作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。拉深模的特点:结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。2.圆筒形件拉深变形分析拉深成形时的受力分析如图:F1、F2、F3、F5摩擦力;F4拉深力；FY压边力。,3.拉深时毛坯的法兰部分在拉深时会变厚，在切向压应力作用下，可能因失稳而起皱，同时法兰区材料变厚也会影响进料，这样会加剧弱区的变薄，弱区也就越易开裂。预防措施：(1).压边圈方式的选择(2).锥形压边，锥形凸模(3).拉深件的材料：用于拉深的材料一般要求具有较好的塑性、低的屈强比、大的板平面方向性,4.拉深变形过程及特点,（1）变形现象,平板圆形坯料的凸缘弯曲绕过凹模圆角，然后拉直形成竖直筒壁。,已变形区筒壁；,不变形区底部。,底部和筒壁为传力区。,5、拉深件的起皱与拉裂,拉深过程中的质量问题：,主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。,传力区拉裂：,由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；,由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。,6.拉深常见缺陷及原因：1.常见缺陷:起皱、拉裂、残余应力 2.拉深工艺常见缺陷及原因 1）起皱：凸缘部分因失稳而起皱，具体原因有：a毛坯相对厚度小，易失稳起皱；b拉深系数（d即筒型件直径比坯料直径）小，易失稳起皱；c压料力小，易失稳起皱；d压边圈或凹模表面磨损严重，造成压料力不均，引起起皱；e涂润滑太多，局部料进料过多，造成起皱；f顶杆长短不一，压料力不均匀引起起皱；g拉深间隙过大，进料过多，易引起起皱；,2）裂纹或开裂a拉深系数小，变形大，拉深力大，引起破裂；b料厚过大，模具间隙一定，拉深力加大，引起破裂；c表面质量差，产生应力集中，产生破裂；d冲模调整不当，压料过大，过小或不均会造成进料困难，引起开裂；e凹模与压料板磨损严重，圆角处形成棱角，造成开裂；f冲模间隙过小，造成进料困难，引起开裂；g润滑不及时，涂油不均或润滑剂不当，影响材料流动，造成开裂；h压力机下滑块与工作台平行度差，拉深时各部分的压料力不均匀。,第5章.其他成型工序,汽车覆盖件的特点与要求1.汽车覆盖件的特点：汽车覆盖件是指覆盖发动机、底盘、构成驾驶室和车身的薄钢板异型体的表面零件和内部零件而言。覆盖件具有材料薄、形状复杂、多为空间曲面、结构尺寸大和表面质量高等特点。2.对覆盖件的要求：1）覆盖件表面不允许波纹、皱纹、凹痕、边缘拉痕、擦痕以及其他破坏表面完美的缺陷；2）尺寸和形状：应符合覆盖件图和汽车主模型；3）满足所要求的工艺性和刚性,（二）焊 装 工 艺,1、通过学习焊接的专业理论知识，掌握焊接工艺的基本原理。2、通过学习焊接工艺流程及实践操作知识，提高对焊接工艺的质量管理水平。3、通过对焊接工艺的熟悉，对焊接可能产生的质量问题起到预防作用。,本次学习的目标：,第一章 焊接基础知识 第一节、焊接的定义焊接焊接是通过加热或者加压，或者两者并用，用或不用填充材料，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。焊接的特点：简化加工与装配工序,第二章 焊接工艺,焊接过程中必须对焊件施加压力，加热或不加热的焊接方法1.加热：将被焊金属的接触部位加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，使金属原子间相互结合形成焊接接头2.不加热：仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，利用压力引起的塑性变形，使原子相互接近，从而获得牢固的压挤接头。,第一节、压力焊接,压焊分类举例？,将被连接金属局部熔化，然后冷却结晶使分子或原子彼此达到晶格距离并形成结合力，这种焊接方法叫熔化焊接。熔化焊接需要一个能量集中，热量足够的热源。能量集中性：用金属电极中单位面积所通过的电流大小来表示；电流越大能量集中性越好。,第二节、熔化焊接,压焊分类举例？,利用某些熔点低于被连接金属熔点的熔化金属（钎料）在连接界面上起流散浸润作用，然后冷却形成结合力,第三节、钎焊,压焊分类举例？,焊装车间用到的焊接方法(按照形成晶格距离连接的途径)压力焊接：电阻点焊，凸焊；熔化焊接:螺柱焊，CO2气体保护焊；钎 焊：铜钎焊,第四节、焊装车间用到的焊接方法,一、点焊：点焊属于电阻焊的一种，它是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触表面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种焊接方法。,工作原理：,讨论：每一阶段的作用？,电流密度的特点？,点焊录像,焊接热的产生及影响产热的因素,Q=I2Rt,产热公式,R2,R3,R1,R=2R1+R2+2R3,每个字母的含义？,影响因素,电阻的影响,焊接电流的 影响,焊接时间的影响,电极形状及材料性能的影响,工件表面状况的影响,电极压力的影响,讨论：各因素对焊接质量的影响？,点焊的主要焊接参数：焊接电流，焊接压力，焊接时间。焊接参数间相互关系及选择：（1）焊接电流和焊接时间的适当配合硬规范大电流，短时间软规范小电流，长时间（2）焊接电流和电极压力的适当配合,选择工艺参数的具体步骤如下：a.定电极的端面形状和尺寸；b.初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样；c.经检验熔核直径符合要求后，再在适当的范围内调节电极压力，焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术要求所规定的要求为止。,构成：主要由控制箱、水路、气路、二次电缆和焊钳组成。型号：,悬挂点焊机,按结构可分为三大部分控制部分：主要是一台微型电脑控制箱 变压器部分：水冷式变压器 工作部分：主要是通水电缆和焊钳,按工作电路分为三大路水路：冷却焊接时产生的热量 气路：推动焊钳气缸工作 而且也润滑了气缸电路：转化电压 形成一条焊接回路,焊钳结构：,焊钳型号：分为“X”型和“C”型两种,一体化焊钳,一体化焊钳,分体式焊钳,比较两种焊钳的优缺点?,两种焊接设备的对比如下表：,电极的功能 点焊电极是保证点焊质量的重要条件，它的主要功能有：向工件传导电流向工件传递压力迅速导散焊接区的热量,焊点表面缺陷及其产生原因1.未熔透：电极端部直径过大，焊接电流过小。2.焊点过小：焊接电流不够大，焊接通电时间太短，电极压力过大。3.焊点压坑太深：焊接电流太大，电极端部太小，电极压力不适当。4.焊点不正：上下电极未对正，电极端部在通电时滑移，电极端部整形不良，工件与电极不垂直。,5.焊点表面喷溅：电极压力不足，焊接电流过大，电极压力不足，通电时电极移动，上下电极错位。6.电极工件粘连：工件表面污染，电极压力太小，焊接电流太大，焊接通电时间太长，电极水冷不良。7.裂纹、缩孔、针孔：焊点未凝固前卸去电极压力，电极压力不足，焊接电流过大，通电时电极移动。8.焊点周围上翘：焊接电流过大，电极压力太大，电极端部过小，工件接触不良，上下电极不正。,焊接产生飞溅的原因,1.电流过大；2.电极端部面积较小或表面不平；3.电极压力偏小；4.板件表面有油污；5.板件间有间隙；6.电极与板件不垂直；7.打点在板件边部；8.连续打点使电极升温较高。,二、凸焊：在一焊件的贴合面上预先加工出一个或多个突起点，使其与另一焊件表面相接触并通电加热，然后压溃，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。,凸焊机,凸焊机工作原理,准备,加压,通电,保持,型号及意义：TN400 T凸焊机；N交流电；400变压器的最大输出功率。,一、电阻焊的优点加热时间短，热量集中；焊接成本低；操作简单；生产率高，且无噪声及有害气体。二、电阻焊的缺点 缺乏可靠的无损检测方法；设备功率大、成本高。,熔化焊接压力焊钎焊,电弧焊气焊铝热焊电渣焊电子束焊激光焊,熔化极非熔化极,手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等离子弧焊,电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。非熔化极：电极（钨极）不熔化。MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊 TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊 MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊 CO2焊：二氧化碳气体保护焊（MAGC焊）,气体保护焊的定义：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。常用的保护气体：二氧化碳气（CO2）、氩气（A r）、氦气（He）及它们的混合气体:CO2+A r、CO2+A r+He、。,三、CO2气体保护焊：以CO2气体作为保护介质，以焊丝作为填充材料，以电弧热作为热源，将焊丝和工件熔合，形成焊接接头的一种焊接方法。CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机械地隔离开来，从而保护焊接过程稳定持续地进行，并获得优质的焊缝。,CO2气体保护焊的主要作用：主要用于车身的补焊和点焊不能焊接到的部位,CO2气体保护焊机,焊机结构,气瓶,焊接电源,送丝机构,焊枪,控制系统部分主要作用是对送丝系统、供气系统和焊接电源的控制。co2半自动焊的控制程序如下所示:,电源部分：CO2气体保护焊机的电源部分主要是一台变压器，它具有将380V的高压电转变为36安全电压的的功能。,供气机构：主要作用是将保存在钢瓶中呈液态的CO2在需要时变成一定流量的气态CO2气体。co2供气装置由气瓶、干燥器、预热器、减压器和流量计等组成。,送丝机构：送丝机主要有一台送丝电机组成，两个送丝轮相互压紧，焊丝被压在两个轮子之间，当送丝电机带动送丝轮动作时，焊丝就被送丝轮强行通过，完成自动送丝过程。,工作部分：CO2气体保护焊机的工作部分主要是电缆（通气、通焊丝）和焊枪。电缆不仅通电，而且通气。焊枪主要作用是向熔池和电弧区输送保护气流和稳定可靠地向焊丝导电。,CO2气体保护焊的焊接参数：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、电源极性、CO2气体流量和支流回路电感值,焊接电流：根据焊接条件（板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数）选定相应的焊接电流。焊接电压：根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流，然后根据下列公式计算焊接电压:300A时：焊接电压=(0.04倍焊接电流+20 2)伏,焊接速度：在焊接电压和焊接电流一定的情况下，焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝足够的热量。半自动：焊接速度为30-60cm/min自动焊：焊接速度可高达250cm/min以上,CO2气体保护焊的主要缺陷：焊缝成形不良、飞溅、气孔、裂纹、咬边、烧穿、未焊透。,四、螺柱焊（植焊）：通过螺柱与板件之间的电弧热，将螺柱或类似其他紧固件与板件熔合的一种焊接方法。螺柱焊的主要作用：螺柱焊主要用于螺柱、螺钉的焊接。,植焊螺柱,植焊卡扣,工作原理：焊枪里的钉子首先接触工件，在焊接按钮闭合时，钉子被焊枪提起，造成钉子与工件之间产生电弧，将工件表面熔化形成溶池，然后钉子落下来，沾在干件上，完成焊接过程。,工件,螺钉,探头,夹头,接触,起弧,加压,熔合,焊接过程焊枪里的钉子先接触到工件，在焊接按钮闭合时，钉子被焊枪提起，造成钉子与工件之间产生电弧，然后钉子落下来，粘在工件上，完成焊接过程。具体分为以下四个阶段：,短路阶段,浸末阶段,焊接阶段,起电流始阶段,1.控制部分：具有存储、输出数据的功能 2.送料器部分：主要由一个送料电机和一段轨道组成 3.工作部分：主要有送钉管和焊枪组成,螺柱焊机结构,螺柱焊机,焊接电源,送料器（手动焊枪没有送料器）,分配箱,焊枪,送钉管,送料器,分配箱,螺柱焊枪主要由夹头、弹簧、磁力提升机构、阻尼机构、控制电缆、焊接电缆以及开关组成。,螺柱焊机,1）电路：首先是380V的电压通过一次电缆进入控制部分后，然后再经过二次电缆到达焊枪，在焊接时与地线就形成了一条焊接回路。2）气路：首先是气管里的高压气体通过软管进入附在送料器上的气动三联件中的油水分离器中，过滤高压空气中的杂质，然后经气动三联件中的调压阀，根据需要调节气压的大小（气压为大于等于0.6WP a），然后进入送钉管，再进入焊枪气缸里。,螺柱焊的主要参数有：螺柱提升高度、螺柱外伸长度和套圈夹头的同轴度、焊接电流、电弧电压、焊接时间等。,参数经验值a焊接电流：螺栓焊接面的直径D100A；b焊接时间：t=D4。,螺柱焊的主要缺陷有：虚焊、开焊、焊偏等。,七、钎焊：钎焊是采用比母材熔点低的金属材料做钎料，将焊件（母材）与钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散而实现连接焊接的方法。铜钎焊：以铜丝作为填充材料，以电弧热作为热源，进行焊接的方法。,工作原理,放置钎料，并对钎料和母材加热,钎料熔化，并开始流入接头间隙,钎料填满间隙，凝固后形成钎焊接头,钎焊的主要作用：主要用于细小间隙的填充和连接，其接头一般不承受太大的应力。焊接设备：氧气瓶，乙炔瓶，减压器，焊炬，助焊剂混合器,钎焊主要应用于哪些工位？,铜钎焊机,焊机结构,气瓶,焊接电源,送丝机构,焊枪,焊接设备：氧气瓶：正常的氧气瓶压力为1.5MPa。乙炔瓶：正常满瓶压力为1.5MPa，减压器：其作用是把贮存在气瓶内的高压气体减压到所需的工作压力，并保持稳定。焊炬：焊炬用来使可燃气体与氧气以一定比例混合，并产生适合焊接要求燃烧稳定的火焰。助焊剂混合器：用来把助焊剂均匀地混合到可燃气体中，以使焊缝成形良好，保证焊接质量。,钎焊的主要缺陷：未焊透、夹渣、咬边、焊瘤、裂纹、焊件变形、气孔和烧穿等,八、其它设备,1.机器人2.滚边工作站3.包边设备,1、机器人 机器人组成基本上包含以下两部分：控制箱、机械手。其中控制箱包含示教器、控制面板、主开关等几部分。,机械手是由六个转轴组成的空间六杆开链机构，理论上可达到运动范围内空间任何一点。六个转轴均有AC伺服电机驱动，每个电机后均有编码器。,焊接机器人,抓件机器人,弧焊机器人,2、滚边工作站,滚边录像,3、包边工作站,谢 谢 大 家,