差,在车身结构设计时,应尽量避免采用狭窄而深的或上、下电极难以接近的焊接结构和焊接接头。如图4-4所示,(a)中由于上电极伸入深窄的焊件中,增加了点焊机的二次回路的感抗,使焊接电流不稳定而降低焊点强
度和质量;图4-4(b)结构中必须采用特殊弯电极, 这种电极的冷却条件不好,降低了焊接表面质量和 电
极
的
使
用
寿
命
。
(a) (b)
3.接头的强度 图4-4 不合理的点焊结构
点焊焊缝适宜在剪切力下工作,而不适宜在拉伸力下工作。设计汽车车身点焊焊接结构时,应尽量使焊缝在剪切力而不是在拉力下工作。如图4-5所示,(a)为焊点受拉伸力状态,(b)为焊点受剪切力状态。
点焊焊缝的强度与母材的种类及焊接工艺有关。 例如,低碳钢的剪切容许应力可取为母材的65%,
而拉伸容许应力可取为母材的40%,焊点布置方案 (a) (b)
不同,焊点中所受应力的种类也不相同。另外,要 图4-5 焊点受力状态
尽量避免焊点密集布置或交汇在一起,否则金属易由于过热而产生严重应力集中及变形,影响焊接质量。 车身外板的焊接,由于焊接热应力会 使表面局部变形而影响外观质量,这时可 通过改变车身零件形状来消除或减轻这类 缺陷。如图4-6(a)是轻型汽车门板的点焊 接头,在门外板表面1区会出现凹凸不平, 若将门外板此处设计成带斜凸梗的棱线
(如图4-6b),就可以起筋条的作用而减 图4-6 车身外板形状
小变形。假如外部造型不允许这样,也可将门外板制成曲面形状(如图4-6c)。 4.焊接厚度
点焊通常用于两层薄板之间的连接,有时也用于连接叠在一起的三层薄板。为了保证焊点的焊透率,两层焊件厚度宜相等或相近,厚度相差应不大于3倍。连接三层板时,如板厚有差别,厚板应置于中间,有利于熔核在三层板上形成。 四. 焊点布置
车身焊接中焊点的数量以及焊点间距的确定是焊装工艺性的一项重要内容。焊点间距越小,焊点数越多,焊接强度也就越高,但分流越大,它会给产品的强度带来不利影响。焊接质量也会因分流的影响而不易保证。
根据车身焊接接头的特点以及车身结构设计时接头的搭边宽度和焊点布置等,焊点布置应着重考虑以下几个问题: 1. 在满足接头强度和技术要求条件下,尽量减小搭边宽度,以减轻结构重量。为保证焊点质量,对焊点中心离板边的最小尺寸要求,可参考表4-2。 表4-2 焊点中心到板边的最小距离
焊件厚度(mm) 1 2 3 4 6
焊点中心到板边最小距离(mm) 8 12 18 25 30
2.在实际车身制造中,由于设置焊装夹具的需要,对弯边接头的宽度(如图4-7)应保证a至少为20~25mm,其根部尺寸一般等于板厚。
3.焊点的距离应选择适当,在保证接头强度和技术要求的前提下,
焊点距离应尽可能大些。因为在焊缝长度一定的范围内,焊点
布置越多,点距越小,分流越大,焊点熔核尺寸减小,反而降
低了焊缝强度。车身焊装的合理点距如表4-3所示。焊接大零
件或组合件时,点距可以适当加大,一般不小于35~40mm,
在 图4-7 弯边宽度
有些非受力的部位,则焊点的距离还可以加大到70~80mm。在
多点焊机上焊接,焊点之间的距离要求不小于50mm。 表4-3 车身焊装合理点距
一个焊件厚度(mm) 1 2 3 4 6
二层板焊接的最小点距(mm) 15 25 30 40 60
三层板焊接的最小点距(mm) 20 30 40 50 80
4.三层板焊接时,其点距比二层板焊接时要适当大些,如表4-3所示。考虑焊点强度的稳定性,尽可能少采用三层板的焊接结构。
焊点的合理布置并不能完全弥补由于产品结构本身设计不合理所造成的强度不足的缺陷。因此,为了提高产品的使用寿命,必须在设计合理的产品结构基础上,来考虑焊点的合理布置。
五. 焊装工艺规程的编制
汽车车身焊装工艺过程是指各种零部件装配成组合件和分
总成,然后在进一步焊装成总成件的过程。指导这一过程的工艺性文件就称为焊装工艺规程。它是车身生产中重要的指导性文件,其内容包括要焊接的零部件名称,装配焊接顺序,装配焊接方法,质量要求,检验方法,焊点数量、布置等,有利于生产组织和管理工作。 1. 装配工艺方案
装配工艺方案是对车身产品焊装过程中的主要问题,作出原则性的规定。一般在立项时开始编制。其编制内容包括: (1)产品对象
总成件及零部件、组合件的数量、名称和结构。 (2)设备描述
确定产品分散装配焊接方法,所需工位总数,各工位焊接方法,上料方式,工装设备,工位间距,工位间的传输方式等。 (3)设计依据
产品生产纲领,工装设备定位精度,工作区大小,设备开工率,水、电、气参数,设计数据和图纸等。 (4)工艺方案
各工位上料顺序,焊点数量,工装夹具方式,焊接方法,作业方式,作业时间等。 (5)技术质量要求
工装设备技术制造、操作要求,焊接质量要求,产品尺寸要求,焊接设备要求等。