材料连接技术课件.ppt
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1、材料连接技术Materials Welding and Joining Techniques,赵兴科,课程编号:302706,第三章 典型行业中的连接技术,3-1 航天航空工业3-2 汽车工业3-3 造船业,3.2 汽车工业中的连接技术,我国汽车工业概况汽车制造中的连接技术几个发展方向,一、我国汽车工业概况,在中国古代神话中,有黄帝造车之说,故黄帝又号称轩辕氏。轩是古代一种有围棚的车,辕是车的基本构件。所以车辆应当是黄帝首先发明的。,春秋战国时期,各诸候国之间由于频繁的战争,马车便纳入了战争的行列,对于当时来说,这便是代表一个国家强盛的极明显标志。,19世纪末20世纪初,欧美一些主要资本主义国
2、家都相继完成了工业革命,随着生产力大幅度地增长,要求用于交通运输的工具也要有相应的发展。从德国人奔驰和戴姆勒于1886年制造的第一辆汽车开始,各国都争相发展汽车,使汽车工业有了日新月异的变化。法国制成第一辆汽车的时间是1890年;美国是1893年;英国是1896年;日本是1907年;俄罗斯是1910年。,1 我国汽车工业的发展历程与现状,中国的汽车工业诞生于1953年,毛泽东亲笔题写“第一汽车制造厂奠基纪念”。,1958年5月5日 第一汽车制造厂试制成功东风牌CA71型轿车。,1988年起,汽车工业定位国民经济的重要支柱产业,形成了上海桑塔纳,一汽奥迪,二汽神龙三大轿车生产基地。还有北京切诺基
3、,天津夏利和广州标致小轿车基地。,中国汽车工业从无到有、从小到大,从货车时代到轿车时代,从“公车”到“私车”,其创建、成长的每一步都记载着中国的巨变,成为中国制造业发展与开拓的见证。通过合资或引进国外先进的产品技术和制造技术,我国的汽车产业发展迅猛。汽车工业已成为我国的支柱产业之一,在国民经济发展中占有重要的地位。,汽车工业是用高新技术牵动国民经济整体水平的典型产业。基础工业的水平与汽车制造技术具有密切的联系。汽车重量的65以上是采用钢材、铝合金、铸铁等材料并通过铸造、锻压、焊接等加工方法完成的。焊接加工是汽车车体与零部件制造链中一个关键环节,与冲压、涂装和成车装配等构成了汽车制造的四大主要生
4、产部门。,汽车车体焊接装配生产线,国外汽车生产线的引进,大大加快了先进的焊接技术在汽车制造中的应用。汽车工业在焊接新技术的应用与推广方面起了积极的示范作用。,汽车作为用途广泛的消费品,具有种类多,产量高的特点,对汽车零部件生产专业化、标准化以及汽车制造高质量、高效率、低成本等提出综合要求。,2 汽车制造业焊接的特点,1)接头尺寸精确 为了保证产品的装配精度和尺寸稳定性,要求尽可能减少薄板冲压组合部件在焊后的热应力与变形。2)接头性能好 不仅要满足静态和动态的力学性能指标,而且有苛刻的低周疲劳性能要求。3)焊接质量稳定 以机器人为核心的自动化焊接生产方式代替手工焊接操作方式,以确保焊接产品的一致
5、性。,成就了汽车制造对焊接技术的特有要求:,4)焊接高效率。提出了高效化焊接方法与工艺的应用,同时也进一步提高了焊接接头的质量。5)产品零缺陷 提出了自动化焊接过程的监测与信息化管理的要求。促进了以计算机、信息技术为平台的焊接制造过程质量控制系统的应用。6)焊接工艺柔性与创新 新材料推广应用、汽车构造创新、汽车制造工艺改进,不断推动汽车焊装设备、工艺与工装的发展与提高。,汽车的发动机、变速箱、车桥、车架、车身、车厢等六大总成都离不开焊接技术的应用。覆盖了从车身、车架、底盘到悬挂系统、制动系统、转向器、离合器、变速器直至车轮轮圈等部件的成形加工。涉及的焊接方法包括电阻焊、气体保护焊、螺柱焊、钎焊
6、、摩擦焊、高能束焊等。,3 焊接的应用范围,已经渗透到汽车制造的各个环节。,涉及的焊接方法包括电阻焊(点焊、凸焊、缝焊、滚凸焊、螺柱焊等),电弧焊(手弧焊、气体保护焊、高能束焊等)以及钎焊、摩擦焊等。其中,点焊、气电焊、钎焊自动化程度高,易操作的特点,在汽车生产中应用最多。在投资费用中点焊约占75%,其他焊接方法只占25%。,1)点焊主要用于车身总成、地板、车门、侧围、后围、前桥和小零部件等。2)多点焊用于车身底板、载货车车厢、车门、发动机盖和行李箱盖等。3)凸焊及滚凸焊用于车身零部件、减震器阀杆、制动蹄、螺钉、螺帽和小支架等。4)缝焊用于车身顶盖雨檐、减震器封头、油箱、消声器和机油盘等。5)
7、对焊用于钢圈、排进气阀杆、刀具等。,1 电阻焊,二、汽车制造中的焊接技术,CO2保护焊用于车箱、后桥、车架、减震器阀杆、横梁、后桥壳管、传动轴、液压缸和千斤顶等。氩弧焊用于机油盘、铝合金零部件的焊接和补焊。焊条电弧焊用于厚板零部件如支架、备胎架、车架等。埋弧焊用于半桥套管、法兰、天然气汽车的压力容器等。,2 电弧焊,1)摩擦焊用于汽车阀杆、后桥、半轴、转向杆和随车工具等。2)电子束焊用于齿轮、后桥等。3)激光焊割用于车身底板、齿轮等。,3 特种焊,1)氧乙炔焊主要用于车身总成的补焊。2)钎焊主要用于散热器、铜和钢件、硬质合金的焊接。,4 其他方法,1 电阻焊的节能及控制技术,汽车生产中点焊约占
8、75%,其他焊接方法只占25%。,1)新型电阻焊机 目前电阻焊机大量使用交流50Hz的单相交流电源,容量大、功率因数低;发展三相低频电阻焊机、三相次级整流接触焊机与逆变电阻焊机。,在用普通工频焊机焊接难度加大甚至焊接质量无法保证的场合,如焊接铝合金、钛合金、镁合金等导热性好的金属,异种金属材料焊接,高强度钢板焊接,镀锌钢板焊接,多层板、厚钢板焊接,逆变式电阻焊机独具优势。,三、几个发展方向,2)电阻焊的智能化控制 将智能控制器(可编程控制器)用于电阻焊工艺过程控制,提高焊接质量和焊接生产率。,可靠地控制电阻焊机接通、关断电源;焊接电流精确可调;焊接时间精确可调且无误差;能够实现焊接过程各部分简
9、单或复杂的循环;能够存储多套焊接规范;能够产生多种焊接电流波形;具有多次通电功能(多脉冲焊接);具有对电极压力进行闭环控制功能;具有尽可能多的故障自诊断和报警、显示功能;能够实现焊接质量监控。,现代阻焊控制器应具有下列功能:,2 新型车体材料的连接,车身新材料的推广应用不断推动汽车车身焊装工艺的发展与提高。为提高轿车的防锈蚀性能,车身覆盖钢板大量使用镀锌钢板,镀锌钢板的点焊技术成熟,激光焊具有应用潜能。铝合金可以减轻车身重量、节约能源消耗。对传统的工频电阻焊设备和工艺提出挑战。,复合材料采用急需连接工艺的“复合”,汽车车身组焊工艺已不单纯为点焊,已有车型同时使用铆接技术,以铆接点代替点焊连接,
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