PAGEPAGE13PAGEPAGE20車架焊接工藝及焊接方法概述目錄TOC\o"1-3"\h\u4131車架焊接工藝及焊接方法概述 20117941.1車架焊接工藝流程 206061.2焊接工藝的設計原則 20143981.3焊接介紹 21121331.1.1氬弧焊 2134021.1.3點焊 23165121.4焊接工藝方案 23151991.4車架材質(zhì)的焊接性分析 27234721.5小結 281.1車架焊接工藝流程車架上各零件之間的連接主要通過焊接,工件的焊接技術方法是選擇焊條式電弧焊,采用間斷連續(xù)焊接,主要是將工件接受到相反變形器的固定位置。焊接特性即是檢測金屬材料是否能夠適應焊接加工所需要的材料,并且形成全新、具有一定的使用壽命和性能。也就是說,對于金屬焊接特性的認識及其概念主要包括兩個基本方面的內(nèi)容:首先要看到金屬在進行焊接和加工時是否很容易發(fā)生缺陷以及焊成的連接頭是否在一定的條件下能夠可靠地運行。焊接流程如下(1)確定焊接方法(2)選定焊接材料(3)確定焊接順序：先工裝固定工件，再配合機器人焊接，之后將底板和支撐板兩側(cè)焊接固定，然后將筒件之間焊接固定。(4)保證焊接質(zhì)量1.2焊接工藝的設計原則（1）筒件、筋板和板的垂直度要求（2）公差要求：自由公差（3）焊接要求：①在電機焊接的進行過程中進行了一個相應的變形傳動控制,焊后的最大變形控制量一般應不得小于2mm;②注意結構的合理性，裝配方案的可行性；③裝配過程要盡量方便易行；④裝配成本應盡可能低。1.3焊接介紹焊接是一種制造工藝及技術，同時可以叫做熔接。焊接就是接合金屬，它通過加熱、高溫或者高壓等方法實現(xiàn)。焊接時可以加入填物幫助加熱，在結合的地方工件之間小部分熔化成熔池，當熔池冷卻后焊接完成。焊接時也可以利用焊接材料的毛細作用功能連接工件，因此當只有加熱熔點低的焊料時，沒有必要熔化被焊接的工件。焊接時,被焊接的這兩個工件之間就可以進行相互滲入和接合。因為是在一定的工件受到熔點的情況下,可以采用高壓擠塑、疊加擠塑或者是振動。焊接時，有氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等很多的能量散發(fā)?？梢栽诙喾N環(huán)境里面用。但是,焊接仍然是一個比較危險的操作。因此,人們應該在進行焊接時就要有效地做好安全保護措施,防止燒傷、觸電、視力受到損害等有害健康行為。金屬的焊接，目前主要有熔焊,壓焊和釬焊等三類：熔焊時，需要注意大氣中的氧將要氧化金屬，還有其它合金等。所以要避免大氣與熔池接觸，如果空氣里面的氮汽、水進入熔池，會產(chǎn)生缺陷。壓焊時，只需要加填充物，不要壓力。壓焊的安全衛(wèi)生條件較好，因為它沒有有害氣體。壓焊機也可以被廣泛地用來在工件上進行焊接和連續(xù)使用,由于其具有高強度的焊接性,因此加熱持續(xù)時間相對較短,并且受到熱影響的范圍很小。焊接時，把兩個工件連接在一起的形成的縫稱為焊縫。在焊接時由于溫度過高，被焊接工件周圍，因為受到高溫的影響，它們的組織會發(fā)生變化，這種變化叫做熱影響區(qū)。焊接時需要注意的事項非常多，比如焊接材料、電流、等?，F(xiàn)代焊接技術已經(jīng)非常成熟，可以焊接出來沒有缺陷的焊縫，而且機械性能較高。焊接時，被焊接兩工件在空間的位置叫做焊接頭。焊接頭很容易受影響，比如形狀、尺寸、受力等。在鋼板的焊接過程中,當兩塊鋼板的厚度差異不同時,必須將較厚的板邊逐步削薄,這樣做的目的就是為了減少由于橫截面的急劇變化而導致引起嚴重的應力集中。對接式連接頭的優(yōu)點凸顯,因為其靜強度與疲勞強度相比更高。所以比較常見的是對接焊縫連線,，特別是在有交變、沖擊載荷下時。1.1.1氬弧焊氬弧焊用于外體合縫工序。鎢極的形狀鎢極的焊接極端在首次投入使用前必須先對其進行一次磨光,如儀表圖3-3-1所示,使得鎢極電弧柱明顯地橫向擴散和極端飄蕩不穩(wěn)而嚴重地會影響使用到焊接零件進行焊接時的質(zhì)量。實踐證明,大型的電流鎢極焊接時一般都是需要將焊接鎢極的弧柱末端經(jīng)過打磨后形成鈍角的錐角(末端直徑角度應不得小于90度),或者是末端帶有一個平頂(如下表圖3-3-1所示),這樣就已經(jīng)能夠有效使得鎢極焊接時的變形更加穩(wěn)定,弧柱向外的溫度擴散性大大降低。末端呈尖錐角末端成平頂角圖3-3-1大電流焊接時鎢極末端形狀對弧態(tài)的影響電流種類和極性的選擇參考表3-3-1：表3-3-1材料與電源類別和極性選擇材料直流交流材料直流交流正極性反極性正極性反極性（厚<2.4mm）╳○△高碳鋼、低碳鋼、低合金鋼△╳○鋁（厚>2.4mm）╳╳△鎂鑄件╳○△鑄鋁╳╳△鈦△╳○黃銅△╳○銀△╳○鑄鐵△╳○合金鋼堆焊○╳△異種金屬△╳○無氧銅△╳△鋁青銅△△△高合金△╳○注：△—最佳；○—良好；╳—最差可以看出,對于車架的內(nèi)部和外體進行焊接,因為采用了低碳鋼焊接,故選擇了直流電磁鐵的正極性。焊接工藝參數(shù)優(yōu)化為了確保是否使焊接后材料質(zhì)量能夠達到其應有的標準,合理選擇了焊接后的規(guī)范和參數(shù)。在車架外體焊接的工序中,我們主要采用的以下是焊接技術規(guī)范[7]：電流氣體流量：電弧電壓：；電弧長度：；焊接速度：；鎢極直徑：。1.1.2氣體保護焊最初，我們主要使用的焊接工藝是采用純C02氣保護焊工藝，但是電動汽車的底盤框架是汽車作為外部直接被看到的部件，因此對車架的焊接外觀要求較其他焊接外觀有更高的要求，于此同時，參考以往的底盤車架可以知道大多數(shù)的相關的材料的厚度大多在l～2mm之間，如果直接采用純C02焊接工藝，就很輕易的會使鋼板出現(xiàn)燒穿的狀態(tài)，這對于焊接來說是不可接受的缺陷。因此，針對不同的需求選擇合適的焊接工藝來克服缺點顯得尤為重要。1.1.3點焊在一些電動汽車底架的焊接實例中,點焊主要適合用于對車架內(nèi)部和外體進行點襯圈的工序,可以了解到被焊的材料大都是一種含碳量比較低的鋼,這類型的鋼具有良好的焊接特性,因此我們可以考慮使用平常被廣泛應用的普通點焊機,按照其相關的焊接技術和手法,并且只需要注意到零件的生銹問題,就能夠獲得一種品質(zhì)超級好的焊接制成件。氣焊：氣焊主要應用于車架上的補焊,工藝相對比較簡便,使用量也相對較少。1.4焊接工藝方案本次進行焊接工藝設計的目標零件為轉(zhuǎn)向機構側(cè)梁，該零件之間的組合主要是焊接，本次焊接工藝主要根據(jù)前文所述的焊機工藝設計原則進行焊接工藝設計主要分成以下幾部分：1.4.1焊接制件的設計為了創(chuàng)造一個良好的制造焊接工藝條件,通常把各個孔洞全部進行補滿,添加一個焊接工藝壓料補充焊接面和一個焊接壓料補充面,鋪設一個用于焊接大的鋼筋或一個小的焊接鋼筋門檻,就這樣可以直接構成一個完全具有良好制造焊接條件工藝材料。1.4.2焊接方向的選擇選擇的焊接方式和途徑是否合理,不但會影響到在焊接的過程中對于金屬的流動性和焊接夾具整體結構的設計,而且也從一定的程度上確立了焊接制作工藝的可行性,決定了是否有資源能夠?qū)⒑附映蔀橐粋€合格的焊接件。合理的焊接方位可以為其制備產(chǎn)品創(chuàng)造良好的焊接材料和條件,直接地影響焊接到壓材表面的形狀與其工藝補充段的多少,以及其焊接后的各個工序。因此一定要正確地選擇正確的焊縫連接方式。焊接方向的選擇原則有幾點:（1）要保證待焊件需要焊接的位置不應該有焊槍或者焊絲接觸不到的地方，并且保證相應區(qū)域的干凈整潔，最好用壓縮空氣吹干凈。（2）焊接的深度應該得到有效的降低，因為這個深度如果過于深的話肯定會對待焊件產(chǎn)生負面影響：待焊件破裂或待焊件起皺。焊件質(zhì)量達不到要求也就失去了焊接的真正意義，所以焊接方向的選擇應該相應的降低焊接的深度，起一個正反饋作用。（3）保證各個零件能很好的接觸，好的焊接方向選擇應該在待焊的各個零件之間很好接觸的基礎上來選擇，這有利于焊件的形成與質(zhì)量的提高。（4）當對于焊接工藝方向無所選擇的余地,零件之間的接觸狀態(tài)又不理想時,應通過調(diào)整壓料表面積大小等措施來提高和改善每一個零件之間的接觸狀態(tài)。通過改變壓料面，使各零件的接觸點增加，接觸面積增大，能保證待焊件的成形質(zhì)量。（5）有利于防止表面缺陷。對一些表面件，為了保證其表面質(zhì)量，在選擇焊接方向的時候，對重要的部分要保證不產(chǎn)生焊接時出現(xiàn)的偏移、顫動線等表面缺陷。1.4.3焊接順序法蘭組件法蘭上的中心圓孔與梁上的圓筒相連部分焊接，該零件焊接后如圖3-3-1所示，兩個圓的尺寸一樣，完整的焊接在一起。圖3-3-1法蘭焊接安裝支架1該零件的圓弧部分與梁的圓柱側(cè)面相切連接，焊接的也是與梁相切的圓弧部分，焊接后如圖3-3-2所示圖3-3-2安裝支架1安裝支架2該支架的焊機位置接近梁的彎曲處，零件的圓弧部分與梁的圓柱側(cè)面相切連接，焊接的也是與梁相切的圓弧部分。焊接后如圖3-3-3所示圖3-3-3安裝支架2遵循上述原則,為了獲得良好的焊接條件,選擇接近零件幾何中心位置為焊接方向.焊接后如圖3-3-4所示圖3-3--4焊接圖1.1.4工藝補充部分的設計焊接工藝的補充大體上分為兩種，廣義與狹義。廣義工藝補充部分包括狹義工藝補充部分和壓料面兩部分；狹義工藝補充部分又稱焊接臺階，是指為改善材料流動狀況而添加的型面延伸部分和側(cè)壁部分。工藝補充部分的主要目是實現(xiàn)焊接成形或為焊接成形創(chuàng)造良好的焊接條件。良好的焊接條件能使焊接件形狀變得簡單規(guī)范，從而降低材料流動時的阻力和不均勻程度，避免局部形成應力集中，影響零件的成形。工藝補充部分的設計原則如下：（1）內(nèi)孔封閉補充原則。（2）簡化焊接件結構形狀原則。（3）保證良好的塑性變形條件。（4）外工藝補充部分盡量小。（5）對后工序有利原則。（6）雙件拉伸工藝補充。1.1.5壓料面的選擇壓料面主要從以下幾個方面分析：（1）壓料面對焊接件的影響（2）壓料面的設計原則（3）壓料面的創(chuàng)建方法1.1.6焊接筋的選擇一般來說,車身上的轉(zhuǎn)向傳動機構進行側(cè)梁焊接的過程往往是在外力的作用下才能成形。在汽車車身轉(zhuǎn)向機構側(cè)梁這樣復雜的自由曲面板坯焊接成形件中,合理地設置焊接鋼筋不但可以有效地降低板坯焊接成形過程中對于壓邊力的影響和依賴,即大大地降低了對于模具和裝置的要求,而且還可以適當?shù)卣{(diào)整板坯焊接阻力的變化和分布情況,從而有效地改善了板坯焊接過程中鋼筋和材料之間流動的不均衡性,提高了轉(zhuǎn)向機構側(cè)梁的焊接成形質(zhì)量和板坯焊接成形后的平衡穩(wěn)定性。敷設焊接筋的主要作用增加了對壓邊進料的焊接阻力。（2）使這種坯體結構材料可以依靠著坯體材料本身的高度可塑性快速變形和高度伸展而快速擴張變形成型,而不僅僅依靠著擠壓邊圈外殼使材料的坯體水分快速流入和能量補充。（3）調(diào)節(jié)材料的流動情況。提高了在焊接過程中坯體材料流動的穩(wěn)定性,而且還可以大大增加旋轉(zhuǎn)軸承機構的側(cè)梁。降低對壓邊面粗糙度的要求。糾正坯料的不平整缺陷，消除產(chǎn)生滑帶的可能性。因為當坯料在通過焊接筋產(chǎn)生起伏后再流入凹模，相當于輥壓校平。焊接筋的敷設原則（1）為了增加進料阻力，沿工件輪廓整圈或間斷設置一條焊接檻或1-3條焊接筋。（2）為了增加徑向拉應力減低切向壓應力，在容易起皺的部位設置1-3條焊接筋。（3）為了調(diào)整進料阻力和進料量，在焊接深度大的直線部位設置1-3條焊接筋；在焊接深度大的圓弧部位不設焊接筋；當焊接深度較大時，深的部位不設焊接筋，淺的部位設置焊接筋。（4）根據(jù)工件的輪廓和幾何形狀不同,焊接鋼筋的走向必須與坯體材料流動的方向相對應或垂直。1.4車架材質(zhì)的焊接性分析作為市場上發(fā)展迅猛的各類電動汽車車輛的支撐式車架,一般所有使用材料的特點和性能都被認為是同類型材料中特點和性能最優(yōu)良的,主要使用板材為35鍛件鋼板,其板材的厚度大多控制在0.8-1.2mm之間,懸掛板一般控制在3mm左右。其他的就是一些管件,這些管道的材料一般都會選擇10鋼,排氣管的壁厚控制在2mm左右。其主要的化學組成和結構及其機械特性如下表3-4所示:表3-408Al、ST14、10的化學成分和機械性能牌號化學成分機械性能CSM酸溶AlFS<抗拉強度（sMPa）伸長率%屈服點（MPa）08Al0.08痕跡0.40.02-0.070.020.03225-33442206ST140.080.020.020.03270-35038210100.130.370.650.040.045295-41030

三種材料均屬于低碳鋼，其碳當量值分別為:由此可見,三種不同材料中碳當量平均值都要小于0.4%。由此,可見三種不同型號的不銹鋼板沖壓焊接設備工藝性能良好。一般來說,焊接并沒有因為預熱導致非常嚴重的焊接結構或者是對晶相造成組織上的損傷,塑性和高度抗沖擊的焊接韌性也都比較高,所以在進行焊接的任何時候不必需要進行任何預熱。但是,鋼焊接中的各種化學雜質(zhì),如氧化硫、磷、氧、氮等對于鋼焊接件和接頭可能產(chǎn)生的各種裂紋運動靈敏度以及流體動力學穩(wěn)定性能又均衡都具有重要的直接影響。如果不銹鋼材料中的酸性硫、磷過多,則很快就有可能在兩個結晶體系的邊界上連接形成一種熔點較少的酸性硫、磷化合物,引起埋在焊縫上和融合線附近氣體產(chǎn)生的酸性液化焊縫裂紋,甚至在多個焊縫連接處也會發(fā)生焊縫斷裂。另外,含硫量降得太高也很可能