1.车身电阻点焊质量控制技术

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1、车身电阻点焊质量控制技术张延松副教授机械与动力工程学院上海交通大学2009年11月车身焊接技术培训课程第1页车身薄板的连接工艺尽管各种焊接工艺在车身中应用逐渐增多，但电阻点焊车身焊接技术培训课程第2页因其低成本、高效率特点，仍是车身装配的主要连接工艺。车身点焊概况电阻点焊技术¾电阻点焊技术以其高效率、低成本、易于实现自动化等优点而广泛应用于汽车结构件的连接中。¾电阻点焊完成90％以上车身装配工作量，是车身装配中最主要的连接方式。¾焊点质量的好坏严重影响整车的性能。车身焊接技术培训课程第3页车身点焊概况车身焊点分布¾车身上焊点大多分布在各分总成及总成连接部位。¾通常一辆轿车白车身约

2、有3000~5000个焊点。车身焊接技术培训课程第4页点焊接头质量问题电极帽磨损焊接缺陷板材表面状况工艺因素虚焊板材匹配情况焊核小焊接电流焊接压痕过深电极压力规范参数质量问题敷层焊焊接时间裂纹缩孔焊枪不垂直焊点过烧焊速过高人为因素焊接位置不当车身焊接技术培训课程第5页电阻点焊质量控制技术第一阶段焊前准备（点焊熔核形成过程）（点焊种类和设备分类）焊接过程第二阶段（焊接过程的实时控制）焊后检测第三阶段（破坏检测、非破坏检测）车身焊接技术培训课程第6页电阻点焊技术－焊前准备1）点焊熔核形成过程及影响因素2）实例分析：•不同材质匹配的多层板焊点质量分析车身焊接技术培训课程第7页1、点焊熔

3、核形成过程点焊基本原理冷却水管电极冷却水电阻点焊是通过点焊电极对被焊工件施加并保持一定的压力，使工件上电极稳定接触，然后使焊接电源输出电流通过被焊工件和它们的接触表面，产生热量，升高温度，熔化接触点局部形成焊点。母材/工件母材材料：低碳钢，高强度钢及铝合金等电极材料：下电极铬铜、锆铜、铝铜等电极形状：冷却水流向锥形、球形及椭圆形等车身焊接技术培训课程第8页1、点焊熔核形成过程点焊过程的三个阶段123SqueezeWeldPHoldPTimePTimecTimecPPP预压过程通电焊接过程焊后保持过程车身焊接技术培训课程第9页1、点焊熔核形成过程点焊过程的三个阶段•预压阶段、通电加

4、热阶段和冷却结晶阶段三个连续的过程形成了点焊接头。但是从本质上讲，在电阻点焊过程中，影响熔核形成及最终点焊接头质量的主要因素有：①接触表面电、热、力接触状态②点焊过程中的热源大小、分布以及外部热损失③点焊接头中的热量传导过程车身焊接技术培训课程第10页1、点焊熔核形成过程•点焊熔核取决于以下三个因素:–焊接时间(T).–焊接回路电阻(R)–焊接电流(I).•焊接热量Q可表示为：Q=I2RT车身焊接技术培训课程第11页1、点焊熔核形成过程点焊过程中的热量电极本体电阻Re1电极和工件接触电阻Rs1工件本体电阻Rc1工件和工件接触电阻Rc2工件本体电阻电极和工件接触电阻电极本体电阻有电

5、阻，电流通过时才会产生热量，使温度升高最终将材料熔化。电极和工件间的温度会被电极中快速循环的冷却水带走，因此高温最终在工件和工件间产生，并形成熔核。车身焊接技术培训课程第12页1、点焊熔核形成过程点焊熔核形成过程的数值分析数值模拟的意义：1.焊接过程复杂且不可见；2.节省试验测试工作量。常用的软件：ANSYS，ABAQUS等模拟步骤：1.几何建模2.定义材料属性3.加载4.计算5.分析计算结果车身焊接技术培训课程第13页1、点焊熔核形成过程影响焊点熔核质量的工艺参数¢焊接电流¢焊接时间¢电极压力低电极力¢电极形状及尺寸高电极力车身焊接技术培训课程第14页1、点焊熔核形成过程传统工

6、艺规范车身焊接技术培训课程第15页工艺规范参数评价-工艺窗口飞溅合格熔核最低熔核直径熔核直径小熔核焊接时间焊接电流工艺窗口焊接时间飞溅最小熔核合格熔核车身焊接技术培训课程焊接电流第16页1、点焊熔核形成过程电极的作用P,IPressure(P)Current(I)PreweldingSqueezingWeldingHoldingOffTime焊前预压通电保持焊后工艺阶段：施压电极状态：导电散热车身焊接技术培训课程第17页1、点焊熔核形成过程电极结构构成电极握杆电极类型帽状电极电极帽型式冷却管末端型式冷却腔型式车身焊接技术培训课程第18页电阻点焊技术－焊前准备1）点焊熔核形成过程•

7、点焊熔核形成理论•点焊熔核形成过程分析•焊点影响熔核形成的因素2）实例分析：•不同材质匹配的多层板焊点质量分析车身焊接技术培训课程第19页不同材质匹配的多层板焊点质量分析B-pillar车身B柱限位挡块大梁弹簧车身焊接技术培训课程第20页不同材质匹配的多层板焊点质量分析•三层板点焊熔核缺陷部分虚焊表面裂纹内部缩孔车身焊接技术培训课程第21页不同材质匹配的多层板焊点质量分析•三层板点焊的热源R1RR12RR23R3R4RR45RR56R7两层板点焊的电阻分布三层板点焊的电阻分布车身