波形 # 采用波峰电流的目的是尽量减小点焊 接头强 度的波动 $防止飞溅和减少粘电极现象# 波谷电流通 常为衰减电流 ! 硬铝系的可热处理强化合金采用这 种缓冷的方法 ! 是为了防止焊核中经常产生的缩孔 和裂纹 # 实际应用中 ! 还经常采用比焊接压力大的 预压力和顶锻压力的两级加压方法 ! 以控制点焊接 头强度的波动和防止焊核内部产生缺陷 # 采用三相低频或三相整流式焊机焊接时的焊 接规范 ! 包括焊接电流及其通电时间 $ 衰减电流及 其通电时间 $ 焊接压力 $ 顶锻压力和延时加压时间 等许多参数-./! 如图 0 所示 #
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万方数据
生产与应用
第 (1 卷
!"#$ %&!’()! 属于难熔物质 ! 焊接时会阻碍金属之间
的良好结合 ! 导致未焊透 " 焊缝夹渣 " 不熔合现象 ! 且由于氧化膜吸附大量水分 !容易使焊缝产生气孔#
方法 ! 但仍在投入一定的人力 % 物力对铝合金电阻 点焊技术进行研究 ! 以寻求突破 $
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高温下的强度和塑性低
铝合金焊接接头强度低于母材 !即有软化现象 $
焊接接头力学性能较难保证 ! 抗拉强度低 ! 塑性不 足 !是铝合金应用的一大障碍 $
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加热时无色泽变化
铝合金从固态变为液态时 !无明显的颜色变化 !
)" 化学方法685$
用酸或碱溶解材料表面 ! 也可以与除油工序同 时进行 $ 最常用的方法是 &在 -3+/$3的氢氧化钠溶 液 9 约 7$ 2) 中浸泡 ($+1$ : 后用清水冲洗 ! 然后在 约 /-3的硝酸水溶液 9常温 )中浸泡约 * ’;< ! 用清水 冲洗后 ! 再用温水冲洗干净 ! 最后进行干燥处理 $ 最好在临焊前进行化学清理!即使集中清理!也应 只清理当天能够焊完的预定数量 $ 在这种情况下 ! 材 料的坡口表面临焊前最好也用钢丝刷进行清理$ 电阻焊时 !尽量使材料的表面状态均匀一致 ! 因 此 !还可以采用如下的化学清理法 &
$" 剥离试验# 焊接参数要周期性地进行检查!用
与工件相同材质和厚度的试样 ! 像工件一样进行焊 接来核实焊机的调整是否正确 #
()*+,,*! $()*#,,$()*!,,, 型直流冲击波点焊机 #
目前 !汽车车身焊装线上的电阻点焊机主要有悬挂 式点焊机 $ 点焊机器人和多点焊机 #
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清洗
清洗是表面准备的第一步 ! 可以使用工业溶液
凝固时体积收缩率达 1,-3+1,13$ 因此 !在拘束条件 下焊接时易产生较大的焊接应力和变形 !或在脆性 温度区间内导致热裂纹 $ 生产中常采用调整焊丝成 分的方法防止裂纹的产生 $
去除材料表面上的油类 %污物或标记 $ 铝合金表面进 行除油处理时 ! 可以利用稀释剂 % 汽油 % 石油醚 % 三 氯乙烯和全氯乙烯等有机溶剂将其浸泡清洗 ! 或用 浸有这些溶剂的清洁布擦洗 $
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高的热导率和导电性
铝合金具有较大的导热系数和比热容 ! 比热容
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焊前表面准备
具有均匀高强度和良好外貌的焊缝 ! 取决于工
比钢约大 * 倍 ! 导热性约大 ( 倍 $ 因此焊接时为保 证良好熔合 !必须采用能量集中 % 功率大的热源 ! 有 时需采用预热等工艺措施 $ 经验表明 &相同焊接速度 下 !焊接铝合金的热输入量要比焊接钢材大 *+! 倍 $
以铝合金材料的回收使用得到人们的普遍重视$ 铝合金材料因表面有一层致密的氧化物保护膜 & 其 表面无需如一般碳钢材料那样进行镀层处理即 可获得满意的抗腐蚀性 &而电镀 %热镀锌的镀层处理 不仅工艺复杂 %成本高 &还严重污染环境 &因此 & 采用 铝合金材料是 &" 世纪汽车制造业发展的趋势 $ 汽车车身选择铝合金材料 &符合节能的趋势 & 但 在焊接铝合金的过程中 & 必须充分掌握铝合金的焊 接工艺 & 才能获得优质的焊接接头 $
图!
电阻点焊过程示意图
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焊接特点
与电弧焊相比 ! 电阻焊具有残余应力低 $ 焊接
图0 点焊焊接规范示意图
变 形 小 $焊 接 速 度 快 $操 作 简 便 易 掌 握 $产 生 的 飞 溅 $烟尘及气体少等优点 # 但铝合金的以下特点会使 得其焊接规范的选择较困难 #
另一方面 ! 对于点焊时的拉伸剪切载荷 $ 焊核 直径 $压痕深度 $ 内部缺陷 $ 外部缺陷等有关电阻点 焊接头质量的很多事项 ! 在各种技术管理要求或标 准中均作了规定 # 焊接规范参数与各种焊接质量间的关系是极 为复杂的 ! 因而使焊接规范的选择有一定的难度 # 表 ! 和表 0 是推荐的点焊焊接规范的标准 ! 实际使 用时还须通过实验来选择 #
介绍了铝合金焊接的技术特点 % 车身焊接方法的选择 % 焊前表面准备和铝合金点焊工艺 % 以及点焊 质量的检查 % 试验 $
关键词 #汽车车身 "铝合金 "点焊工艺 中图分类号 #*+$,(-’. 文献标识码#/
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第
(1 卷 第 & 期 &%%1 年 & 月
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元恒新 !!陈海英 "
!"#重庆大学 机械工程学院 !重庆 $%%%$$"&’重庆长安汽车集团公司 !重庆 $%%%&()
摘要#材料轻量化是汽车制造业的发展趋势!而铝合金材料的应用则是材料轻量化的重要途径之一 $
这给焊接操作者带来不少困难 $
#
焊接方法的选择
汽车上的铝合金结构件都要求焊接 ! 焊缝要有
良好的机械性能 $ 铝合金的焊接方法很多 ! 须根据 铝合金的牌号 %焊件的用途和工作环境 % 产品结构 % 生产条件以及焊接接头质量要求等因素加以选择 $ 常用的焊 接 方 法 有 &气 焊 %焊 条 电 弧 焊 %脉 冲 氩 弧 焊%电渣焊%铆接%等离子弧焊和激光焊等$近年来!针 对铝合金焊接的难点 !一些新的焊接工艺得到发展 ! 如搅拌摩擦焊 %激光 ’ 电弧复合焊 % 电子束焊等415$ 汽车制造业长期以来广泛应用电阻点焊工艺 方法 ! 在铝合金汽车制造业中 ! 可采用经过长期考 验的生产流水线进行全面改造 $ 目前 !有的汽车公司 在制造过程中暂时采用了非电阻点焊的连接工艺
为了保证点焊的质量 ! 要制定并遵守正确的焊
!%)
焊接设备
铝合金点焊时 ! 应根据铝合金材料牌号及焊件
接程序和焊接规范 ! 在生产过程中 ! 还要有常规的 检查程序 #
厚度选用点焊机 # 实用的点焊机有单相交流式 $电容 器式 $ 三相整流式和三相低频式等 ! 除单相交流式 焊机外 ! 都是为了解决通过大电流时引起电源电压 降低的问题而研究出来的 # 如国产专用的点焊机有
! !" !
/) 在 /-3=>?( !@ 的水溶液中加入 A7 & 无水硫 酸钠 ! 在 8-+AB 2下浸泡 #,B+#,- ’;<( *C 在 /,-3+(,B3=*D;E1 的水溶液中加入表面活 化剂9 如 >FGGH<FI 等J !于室温下浸泡 1+/$ ’;<#
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铝合金的电阻点焊工艺
铝合金的电阻点焊过程如图 / 所示 #在一个焊
件之间均匀的表面电阻675$ 多数应用中 ! 在点焊或缝 焊铝合金以前 !焊接的表面准备是非常必要的 !它一 般是清除油类 % 污物或标记 ! 并减少和改善铝表面 氧化膜的一致性$ 表面准备大致可分为清洗和清除氧 化膜两道工序 $