点焊方法与工艺

时间：2023-01-23 08:31:56 其他范文收藏本文下载本文

下面是小编整理的点焊方法与工艺，本文共7篇，欢迎您阅读分享借鉴，希望对您有所帮助。

点焊方法与工艺

篇1：点焊方法与工艺

一、点焊方法分类

对焊件馈电进行电焊时，应遵循下列原则：①尽量缩短二次回路长度及减小回路所包含的空间面积，以节省能耗;②尽量减少伸入二次回路的铁磁体体积，特别是避免在焊接不同焊点时伸入体积有较大的变化，以减小焊接电流的波动，保证各点质量衡定(在使用工频交流时)，

1.双面单点焊所有的通用焊机均采用这个方案。从焊件两侧馈电，适用于小型零件和大型零件周边各焊点的焊接。

2.单面单点焊当零件的一侧电极可达性很差或零件较大、二次回路过长时，可采用这个方案。从焊件单侧馈电，需考虑另一侧加铜垫以减小分流并作为反作用力支点.

3.单面双点焊从一侧馈电时尽可能同时焊两点以提高生产率。单面馈电往往存在无效分流现象(图1f及g)，浪费电能，当点距过小时将无法焊接。在某些场合，如设计允许，在上板二点之间冲一窄长缺口(图1f)可使分流电流大幅下降。

4.双面双点焊方案虽可在通用焊机上实施，但两点间电流难以均匀分配，较难保证两点质量一致。而图1j由于采用推挽式馈电方式，使分流和上下板不均匀加热现象大为改善，而且焊点可布置在任意位置。其唯一不足之处是须制作二个变压器，分别置于焊件两侧，这种方案亦称推挽式点焊。两变压器的通电需按极性进行。

5.多点焊当零件上焊点数较多，大规模生产时，常采用多点焊方案以提高生产率。多点焊机均为专用设备，大部分采用单侧馈电方式以i方式较灵活，二次回路不受焊件尺寸牵制，在要求较高的情况下，亦可采用推挽式点焊方案。目前一般采用一组变压器同时焊二或四点(后者有二组二次回路)。一台多点焊机可由多个变压器组成。可采用同时加压同时通电、同时加压分组通电和分组加压分组通电三种方案。可根据生产率、电网容量来选择合适方案。

二、点焊循环

点焊过程由预压、焊接、维持和休止四个基本程序组成焊接循环，必要时可增附加程序，其基本参数为电流和电极力随时间变化的规律。

1.预压(F>0，I=0)这个阶段包括电极压力的上升和恒定两部分。为保证在通电时电极压力恒定，预压时间必须保证，尤其当需连续点焊时，须充分考虑焊机运动机构动作所需时间，不能无限缩短。

预压的目的是建立稳定的电流通道，以保证焊接过程获得重复性好的电流密度。对厚板或刚度大的冲压零件，有条件时可在此期间先加大预压力，而后再回复到焊接时的电极力，使接触电阻恒定而又不太小，以提高热效率。

2.焊接(F=Fω，I=Iω)这个阶段是焊件加热熔化形成熔核的阶段。焊接电流可基本不变(指有效值)，亦可为渐升或阶跃上升。在此期间焊件焊接区的温度分布经历复杂的变化后趋向稳定。起初输入热量大于散失热量，温度上升，形成高温塑性状态的连接区，并使中心与大气隔绝，保证随后熔化的金属不氧化，而后在中心部位首先出现熔化区。随着加热的进行熔化区扩大，而其外围的塑性壳(在金相试片上呈环状故称塑性环)亦向外扩大，最后当输入热量与散失热量平衡时达到稳定状态。当焊接参数适当时，可获得尺寸波动小于15%的熔化核心。在此期间可产生下列现象：

⑴液态金属的搅拌作用液态金属通电时受电磁力作用产生漩涡状流动，当把熔核视作地球状且电极端处为二极，其运动方向为——赤道部分由周围向球心流动而后流经两极再沿外表向赤道呈封闭状流动。对于同种金属点焊，搅拌仅需将焊件表面的氧化膜搅碎即可，但异种金属点焊时，必须充分搅拌以获得均质的熔化核心。如通电时间太短，搅拌不充分将产生漩涡状的非均质熔核。

⑵飞溅飞溅按产生时期可分为前期和后期两种;按产生部位可分为内飞溅(处于两焊件间)和外飞溅(焊件与电极接触侧)两种。

前期飞溅产生的原因大致是：焊

一、点焊方法分类

对焊件馈电进行电焊时，应遵循下列原则：①尽量缩短二次回路长度及减小回路所包含的空间面积，以节省能耗;②尽量减少伸入二次回路的铁磁体体积，特别是避免在焊接不同焊点时伸入体积有较大的变化，以减小焊接电流的波动，保证各点质量衡定(在使用工频交流时)。

1.双面单点焊所有的通用焊机均采用这个方案。从焊件两侧馈电，适用于小型零件和大型零件周边各焊点的焊接。

二、点焊循环

点焊过程由预压、焊接、维持和休止四个基本程序组成焊接循环，必要时可增附加程序，其基本参数为电流和电极力随时间变化的规律。

随着加热的进行熔化区扩大，而其外围的塑性壳(在金相试片上呈环状故称塑性环)亦向外扩大，最后当输入热量与散失热量平衡时达到稳定状态。当焊接参数适当时，可获得尺寸波动小于15%的熔化核心。在此期间可产生下列现象：

⑵飞溅飞溅按产生时期可分为前期和后期两种;按产生部位可分为内飞溅(处于两焊件间)和外飞溅(焊件与电极接触侧)两种。

前期飞溅产生的原因大致是：焊

件表面清理不佳或接触面上压强分布严重不匀，造成局部电流密度过高引起早期熔化，此时因无塑性环保护必发生飞溅。

防止前期飞溅的措施有：加强焊件清理质量，注意预压前的对中。有条件时可采用渐升电流或增加预热电流来减慢加热速度，避免早期熔化而引起飞溅。

后期飞溅产生的原因是：熔化核心长大过度，超出电极压力有效作用范围，从而冲破塑性环在径向造成内飞溅，在轴向冲破板表面造成外飞溅。这种情况一般产生在电流较大、通电时间过长的场合。可用缩短通电时间及减小电流的方法来防止。

飞溅在外表面首先影响外观，其次产生的疤痕影响耐腐蚀及疲劳性能。内部飞溅的残迹有可能在运行时脱落，如进入管路(如油管)将造成堵塞等严重事故。

⑶胡须在加热到半熔化温度的熔核边缘，当某些材料(如高温合金)中低熔点夹杂物较多聚集在晶界处时，这部分杂质首先熔化并在电极压力的作用下被挤出呈空隙。在随后的过程中，空间有时能被液态金属充填满，但亦可能未充填满，这种组织形貌在金相试样上称为胡须，而未充填满的胡须犹如裂纹是一种危险缺陷。

3.维持(F>0，I=0)此阶段不再输入热量，熔核快速散热、冷却结晶。结晶过程遵循凝固理论。由于熔核体积小，且夹持在水冷电极间，冷却速度甚高，一般在几周内凝固结束。由于液态金属处于封闭的塑性壳内，如无外力，冷却收缩时将产生三维拉应力，极易产生缩孔、裂纹等缺陷，故在冷却时必须保持足够的电极压力来压缩熔核体积，补偿收缩。对厚板、铝合金和高温合金等零件希望增加顶锻力来达到防止缩孔、裂纹。这时必须精确控制加顶锻力的时刻。过早将因液态金属因压强突然升高使塑性环被冲破，产生飞溅;过晚则因凝固缺陷已形成而无效。此外加后热缓冷电流，降低凝固速度，亦有利于防止缩孔和裂纹的产生。

4.休止(F>0，I=0)此阶段仅在焊接淬硬钢时采用，一般插在维持时间内，当焊接电流结束，熔核完全凝固且冷却到完成马氏体转变之后再插入，其目的是改善金相组织。

三、点焊焊接参数

当采用工频交流电源时，点焊参数主要有焊接电流、焊接(通电)时间、电极压力和电极尺寸。

1.焊接电流Iω析出热量与电流的平方成正比，所以焊接电流对焊点性能影响最敏感。在其它参数不变时，当电流小于某值熔核不能形成，超过此值后，随电流增加熔核快速增大，焊点强度上升(图3中AB段)，而后因散热量的增大而熔核增长速度减缓，焊点强度增加缓慢(图3中BC段)，如进一步提高电流则导致产生飞溅，焊点强度反而下降。所以一般建议选用对熔核直径变化不敏感的适中电流(BC段)来焊接。

在实际生产中，焊接电流的波动有时甚大，其原因有：

①电网电压本身波动或多台焊机同时通电;②铁磁体焊件伸入焊接回路的变化;③前点对后点的分流等。除选择对焊接电流变化较不敏感的参数外，解决上述问题的方法是反馈控制。目前最常用的有网压补偿法、恒流法与群控法。网压补偿法可用于所有各种情况，恒流法主要用于第②种情况，不能用于第③种情况，群控法仅用于第①种情况。

2.焊接时间tω通电时间的长短直接影响输入热量的大小，在目前广为采用的同期控制点焊机上，通电时间是周(我国一周为20ms)的整倍数。在其它参数固定的情况下，只有通电时间超过某最小值时才开始出现熔核，而后随通电时间的增长，熔核先快速增大，拉剪力亦提高。当选用的电流适中时，进一步增加通电时间熔核增长变慢，渐趋恒定。但由于加热时间过长，组织变差，正拉力下降，会使塑性指标(延性比Fσ/Fτ)下降(图4)。当选用的电流较大时，则熔核长大到一定极限后会产生飞溅。

3.电极压力F电极压力的大小一方面影响电阻的数值，从而影响析

热量的多少，另一方面影响焊件向电极的散热情况。过小的电极压力将导致电阻增大、析热量过多且散热较差，引起前期飞溅;过大的电极压力将导致电阻减小、析热量少、散热良好、熔核尺寸缩小，尤其是焊透率显著下降。因此从节能角度来考虑，应选择不产生飞溅的最小电极压力。此值与电流值有关，可参照文献中广为推荐的临界飞溅曲线见图5。目前均建议选用临界飞溅曲线附近无飞溅区内的工作点。

4.电极工作面尺寸其工作面尺寸参见下表。目前点焊时主要采用锥台形和球面形两种电极。锥台形的端面直径d或球面形的端部圆弧半径R的大小，决定了电极与焊件接触面积的多少，在同等电流时，它决定了电流密度大小和电极压强分布范围。一般应选用比期望获得熔核直径大20%左右的工作面直径所需的端部尺寸。其次由于电极是内水冷却的，电极上散失的热量往往高达50%的输入总热量，因此端部工作面的波动或水冷孔端到电极表面的距离变化均将严重影响散热量的多少，从而引起熔核尺寸的波动。因此要求锥台形电极工作面直径在工作期间每增大15%左右必须修复。而水冷孔端至表面距离在耗损至仅存3～4mm时即应更换新电极。

点焊时各参数是相互影响的，对大多数场合均可选取多种各参数的组合。

目前常用材料的点焊参数均可在资料中以表格或计算图形式找到，但采用前应根据具体条件作调整试焊。

由于材料表面状态及清理情况每批不尽相同，生产车间网压有波动、设备状况有变化，为保证焊接质量，避免批量次品，往往希望事先取得焊接参数允许波动的区间。所以大批量生产的场合，对每批材料、每台刚大修后的设备须作点焊时允许参数波动区间的试验，其试验步骤如下：

1)确定质量指标，例如熔核直径或单点拉剪力的上下限。

2)固定其它参数，作某参数(例如电流)与质量指标的关系曲线，而后改变固定参数中之一(例如通电时间)，再作焊接电流与质量的关系曲线，如此获得关系曲线族。

3)再把质量指标中合格部分用作图法形成此二参数(例如电流与时间)允许波动区间的叶状曲线。

可同样获得例如焊接电流与电极压力等的叶状曲线。在生产中把参数控制在叶状曲线内的工作点上即可。

篇2：凸焊工艺与方法

凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件，凸焊的种类很多，除板件凸焊外，还有螺帽、螺钉类零件的凸焊、线材交叉凸焊、管子凸焊和板材T型凸焊等。

板件凸焊最适宜的厚度为0.5-4mm。焊接更薄的板件时，凸点设计要求严格，需要随动性极好的焊机，因此厚度小于0.25mm的板件更易于采用点焊。

凸焊与点焊相比还具有以下优点：

1）在一个焊接循环内可同时焊接多个焊点。不仅生产率高，而且没有分流影响。因此可在窄小的部位上布置焊点而不受点距的限制。

2）由于电流密度集于凸点，电流密度大，故可用较小的电流进行焊接，并能可靠地形成较小的熔核。在点焊时，对应于某一板厚，要形成小于某一尺寸的熔核是很困难的。

3）凸点的位置准确、尺寸一致，各点的强度比较均匀。因此对于给定的强度、凸焊焊点的尺寸可以小于点焊。

4）由于采用大平面电极，且凸点设置在一个工件上，所以可最大限度地减轻另一工件外露表面上的压痕。同时大平面电极的的电流密度小、散热好，电极的磨损要比点焊小得多，因而大大降低了电极的保养和维修费用。

5）与点焊相比，工件表面的油、锈、氧化皮、镀层和其他涂层对凸焊的影响较小，但干净的表面仍能获得较稳定的质量。

凸焊的不足之处是需要冲制凸焊的附加工序；电极比较复杂；由于一次要焊多个焊点，需要使用高电极压力、高机械精度的大功率焊机。

由于凸焊有上述多种优点，因而获得了极广泛的应用。

凸焊电极、模具和夹具

一、电极材料

凸焊电极通常采用2类电极合金制造，因为这类电极合金在电导率、强度、硬度和耐热性等方面具有最好的综合性能。3类电极合金也能满足要求。

二、电极设计

凸焊电极有三种基本类型：

1）点焊用的圆形平头电极

2）大平头棒状电极

3）具有一组局部接触面的电极，即将电极在接触部位加工出凸起接触面，或将较硬的铜合金嵌块用钎焊或紧固方法固定于电极的接触部位。

标准点焊电极用于单点凸焊时。为了减轻工件表面压痕，电极接触面直径应不小于凸点直径的两倍。

大平头棒状电极用于局部位置的多点凸焊。例如加强垫圈的凸焊，一次可焊4-6点。这种电极的接触面必须足够大，要超过全部凸点的边界，超出量一般应相当于一个凸点的直径。这种电极一般可装在大功率点焊机上。

三、焊接模具和夹具

焊接模具用于保持和夹紧工件于适当位置，同时也用作电极，夹具是不导电的辅助定位装置。对于小工件，电极和定位夹具通常是一体的。横簧夹的作用是将螺栓固定于上电极中，为防止分流，插入电极的固定销须用非金属材料。

其他类型的待焊工件也可用弹簧夹固定在上电极上。在条件许可用真空吸附的方法使工件保持在上电极中。有时也可用一个移动装置将小工件夹住并送入待焊部位。

大型凸焊构件需要复杂得多的焊接模具和夹具，以满足定位，加紧和导电的需要。

凸焊的工艺特点和工艺参数

一、凸焊的工艺特点

凸焊是点焊的一种变形，通常是在两板件之一上冲出凸点，然后进行焊接。由于电流集中，克服了点焊时熔核偏移的缺点，因而凸焊时工件的厚度比可以超过6:1。

凸焊时，电极必须随着凸点的被压馈而迅速下降，否则会因失压而产生飞溅，所以应采用电极随动性好的凸焊机。

多点凸焊时，如果焊接条件不适当，会引起凸点移位现象，并导致接头强度降低。实验证明，移位是由电流通过时的电磁力引起的。

在实际焊接时，由于凸点高度不一致，上下电极平行度差，一点固定一点移动要比两点同时移动的情况多。

为了防止凸点移位，除在保证正常熔核的条件下，选用较大的电极压力，较小的焊接电流外，还应尽可能地提高加压系统的随动性。提高随动性的方法主要是减小加压系统可动部分的质量，以及在导向部分采用滚动摩擦。

多点凸焊时，为克服各凸点间的压力不均衡，可以

凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件。凸焊的种类很多，除板件凸焊外，还有螺帽、螺钉类零件的凸焊、线材交叉凸焊、管子凸焊和板材T型凸焊等。

板件凸焊最适宜的厚度为0.5-4mm。焊接更薄的板件时，凸点设计要求严格，需要随动性极好的焊机，因此厚度小于0.25mm的板件更易于采用点焊。

凸焊与点焊相比还具有以下优点：

1）在一个焊接循环内可同时焊接多个焊点。不仅生产率高，而且没有分流影响。因此可在窄小的部位上布置焊点而不受点距的限制。

3）凸点的位置准确、尺寸一致，各点的强度比较均匀。因此对于给定的强度、凸焊焊点的尺寸可以小于点焊。

5）与点焊相比，工件表面的油、锈、氧化皮、镀层和其他涂层对凸焊的影响较小，但干净的表面仍能获得较稳定的质量。

凸焊的不足之处是需要冲制凸焊的附加工序；电极比较复杂；由于一次要焊多个焊点，需要使用高电极压力、高机械精度的大功率焊机。

由于凸焊有上述多种优点，因而获得了极广泛的应用。

凸焊电极、模具和夹具

一、电极材料

凸焊电极通常采用2类电极合金制造，因为这类电极合金在电导率、强度、硬度和耐热性等方面具有最好的综合性能。3类电极合金也能满足要求。

二、电极设计

凸焊电极有三种基本类型：

1）点焊用的圆形平头电极

2）大平头棒状电极

3）具有一组局部接触面的电极，即将电极在接触部位加工出凸起接触面，或将较硬的铜合金嵌块用钎焊或紧固方法固定于电极的接触部位。

标准点焊电极用于单点凸焊时。为了减轻工件表面压痕，电极接触面直径应不小于凸点直径的两倍。

三、焊接模具和夹具

大型凸焊构件需要复杂得多的焊接模具和夹具，以满足定位，加紧和导电的需要。

凸焊的工艺特点和工艺参数

一、凸焊的工艺特点

凸焊时，电极必须随着凸点的被压馈而迅速下降，否则会因失压而产生飞溅，所以应采用电极随动性好的凸焊机。

多点凸焊时，如果焊接条件不适当，会引起凸点移位现象，并导致接头强度降低。实验证明，移位是由电流通过时的电磁力引起的。

在实际焊接时，由于凸点高度不一致，上下电极平行度差，一点固定一点移动要比两点同时移动的情况多。

多点凸焊时，为克服各凸点间的压力不均衡，可以

采用附加预热脉冲或采用可转动的电极头的办法。二、凸焊的工艺参数

凸焊的主要工艺参数是：电极压力、焊接时间和焊接电流。

1、电极压力

凸焊的电极压力取决于被焊金属的性能，凸点的尺寸和一次焊成的凸点数量等。电极压力应足以在凸点达到焊接温度时将其完全压馈，并使两工件紧密贴合。电极压力过大会过早地压馈凸点，失去凸焊的作用，同时因电流密度减小而降低接头强度。压力过小又会引起严重飞溅。

2、焊接时间

对于给定的工件材料和厚度，焊接时间由焊接电流和凸点刚度决定。在凸焊低碳钢和低合金钢时，与电极压力和焊接电流相比，焊接时间时次要的。在确定合适的电极压力和焊接电流后，在调节焊接时间，以获得满意的焊点。如想缩短焊接时间，就要相应增大焊接电流，但过份增大焊接电流可能引起金属过热和飞溅，通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小。

3、焊接电流

凸焊的每一焊点所需电流比点焊同样一个焊点时小。但在凸点完全压溃之前电流必须能使凸点溶化，推荐的电流应该是在采用合适的电极压力下不至于挤出过多金属的最大电流。对于一定凸点尺寸，挤出的金属量随电流的增加而增加。采用递增的调幅电流可以减小挤出金属。和点焊一样，被焊金属的性能和厚度仍然是选择焊接电流的主要依据。

多点凸焊时，总的焊接电流大约为每个凸点所需电流乘以凸点数。但考虑到凸点的公差、工件形状。以及焊机次级回路的阻抗等因素，可能需要做一些调整。

凸焊时还应做到被焊两板间的热平衡，否则，在平板未达到焊接温度以前便已溶化，因此焊接同种金属时，应将凸点冲在较厚的工件上，焊接异种金属时，应将凸点冲在电导率较高的工件上。但当在厚板上冲出凸点有困难时，也可在薄板上冲凸点。

电极材料也影响两工件上的热平衡，在焊接厚度小于0.5mm的薄板时，为了减少平板一侧的散热，常用钨-铜烧结材料或钨做电极的嵌块。

凸焊接头和凸点设计

一、凸焊接头设计

凸焊搭接接头的设计与点焊相似。通常凸焊接头的搭接量比点焊的小。凸点间的间距没有严格限制。

当一个工件的表面质量要求较高时，凸点应冲在另一工件上。在工件凸焊螺母、螺栓等紧固件时，凸点的数量必须足以承受设计载荷。

二、凸点设计

凸点的作用是将电流和压力局限在工件的特定位置上，其形状和尺寸取决于应用的场合和需要焊点强度。不同资料所推荐的焊点尺寸往往相差甚远。一般情况下建议采用下表规定的凸点尺寸。与冲有凸点的板厚相比，当平板较薄时采用小凸点，较厚时采用大凸点。

凸焊的凸点尺寸

凸点所在板厚

平板厚

凸点尺寸

直径d

高度h

0.5

2.0

1.8

2.3

0.5

0.6

1.0

3.2

1.8

2.8

0.5

0.8

2.0

1.0

4.0

2.8

4.0

0.7

1.0

3.2

1.0

5.0

3.5

4.5

0.9

1.1

4.0

2.0

6.0

7.0

1.2

1.5

6.0

3.0

6.0

7.0

9.0

1.5

2.0

凸点形状有圆球型和圆锥型两种。后一种可以提高凸点刚度，在电极压力较高时不致于过早压溃；也可以减少因电流密度过大而产生飞溅。但通常多采用圆球型凸点。为了防止挤出金属残留在凸点周围而形成板间间隙，有时也采用带环形溢出槽的凸点。多点凸焊时，凸点高度不一致将引起各点电流的不平衡，使接头强度不稳定。因此凸点高度误差应不超过±0.12mm。如采用预热电流，则误差可以增大。

凸点也可以做成长形的（近似椭圆形），以增加熔核尺寸，提高焊点强度，此时凸点与平板将为线接触。

凸焊时，除利用上述几种形式的凸点形成接头外，根据凸焊工件种类不同还有多种接头形式。

用于凸焊的螺栓和螺帽上的凸点和凸环多是在零件锻压时一次成形。

常用金属的凸焊

一、低碳钢的凸焊

低碳钢的凸焊应用最广泛，下表是圆球和圆锥型凸焊的焊接条件。

低碳钢凸焊的焊接条件

板厚（mm）

电极接触面最小直径（mm）

电极压力（KN）

焊接时间（周）

维持时间（周）

焊接电流（KA）

0.36

0.53

0.79

1.12

1.57

1.98

2.39

2.77

3.18

3.97

4.76

6.35

7.94

9.53

11.1

12.7

14.3

0.80

1.36

1.82

3.18

5.45

7.73

9.5

14.5

注：本表选自“推荐的电阻焊实践”，AWSCI.1。时间栏内周数已按50Hz电源频率修订。本表数据仅用于两板凸焊，厚度比最大为3:1。表中电极接触面最小直径为凸焊直径的两倍。

下表是低碳钢螺钉凸焊的焊接条件。凸焊螺帽时应采用较短时间，否则会使螺纹变色、精度降低。电极压力也不能过低，否则会引起凸点移位，使强度降低并损坏螺纹。

低碳钢螺母凸焊的焊接条件

螺帽的螺纹直径（mm）

平板厚度（mm）

电极压力（KN）

焊接时间（周）

焊接电流（KA）

1.2

2.3

3.0

3.2

2.3

4.0

4.3

1.2

4.0

4.8

5.2

螺帽的螺纹直径（mm）

接头抗扭强度（N.mm）

电极压力（KN）

焊接时间（周）

焊接电流（A）

2.4

2.6

2.9

3.2

80.2

4.0

4.2

210

下表是低碳钢线材交叉凸焊的焊接条件，

锻造比大时需要较大的电极压力和焊接电流。接头强度也较大，但外观较差。

低碳钢线材交叉凸焊的焊接条件

锻造比（10%）

线径（mm）

级别A

电极压力（KN）

焊接时间（周）

焊接电流（KA）

2.0

2.4

3.2

4.0

4.8

6.4

8.0

9.5

0.4

0.45

0.55

0.8

1.1

1.8

2.9

4.0

1.0

1.4

2.0

2.9

3.7

5.1

6.6

8.0

2.0

2.4

3.2

4.0

4.8

6.4

8.0

9.5

0.4

0.45

0.7

1.0

1.4

2.5

3.8

5.5

1.3

1.7

2.5

3.5

4.3

6.0

7.8

9.5

二、镀层钢板的凸焊

镀层钢板凸焊要比点焊和缝焊遇到的问题少一些，原因是电流集中于凸点，即使接触处的镀层金属首先溶化并蔓延开来，也不会象点、缝焊一样使电流密度降低。此外，由于凸焊的平面电极接触面大、电流密度小，因此无论是镀层的粘附还是电极的变形都比较小。

镀锌钢板凸焊用得较多，下表为这种钢板凸焊的条件：

凸点所在板厚（mm）

平板板厚（mm）

凸点尺寸（mm）

电极压力（KN）

焊接时间（KA）

焊接电流（KN）

抗剪强度（N）

熔核直径（mm）

直径d

高度h

0.7

0.4

1.6

4.0

1.2

0.5

0.7

3.2

4.2

1.2

0.8

1.2

4.0

1.2

0.35

0.6

2.0

7.2

1.0

1.6

1.8

2.3

2.7

1.0

1.6

1.8

2.3

2.7

4.2

5.0

6.0

1.2

1.4

1.15

1.8

2.5

3.5

4.3

10.0

11.5

16.0

22.0

4.2

9.3

3.8

6.2

7.5

三、贴聚氯乙烯塑料面钢板的凸焊

这种钢板的一面有绝缘的聚氯乙烯塑料层，只能以单面单点或单面双点的方式焊接。

为了保护粘塑面不被破坏，必须采用较短时间焊接。一般采用半周通电的方式来控制加热时间和热量，甚至缩短到1/6周或者使用储能焊机进行短时间焊接。为了保证贴塑面没有相同明显的压痕，通常采用与贴塑面钢板相同花纹的钢板垫板。

四、其他金属材料的凸焊

可淬硬的高强度合金钢很少凸焊，但有时会进行线材交叉焊接，由于会产生淬火组织，必须进行电极间回火，并应采用比低碳钢高的电极压力。

不锈钢凸焊没有困难，但较易产生熔核移位现象。应注意选用合理的焊接工艺参数，并避免采用过小的点距。

铝合金强度低，则一通电凸点即被压馈。起不到集中电流的作用，因此很少采用凸焊。但有时用于螺栓、螺帽的凸焊。

铜合金、钛合金也可以进行凸焊。

贴塑钢板圆球形凸点凸焊的焊接条件

板厚（mm）

凸点尺寸（mm）

电极压力（KN）

焊接时间（ms）

交流半波电流峰值（KA）

抗剪强度（KN）

贴塑钢板

凸点所在钢板

直径d

高度h

0.6

0.4

0.6

0.4

0.3

2.0

1.8

0.15

3.2

3.5

0.75

0.50

0.8

0.4

0.8

0.4

1.8

0.15

0.20

3.2

3.5

0.65

1.0

0.4

1.0

0.4

0.5

2.0

0.15

0.25

4.0

4.5

0.75

1.0

1.2

0.6

1.2

0.6

2.6

3.0

0.25

0.85

5.0

8.0

1.0

2.0

贴塑钢板环形凸点的凸焊规范

板厚（mm）

凸点尺寸（mm）

交流半波式

电容贮能式

抗剪强度（KN）

贴塑钢板

凸点所在钢板

电极压力（KN）

焊接时间（周）

电流峰值（KA）

电容量（uF）

电压（V）

0.6

1.6

3.5

2.0

4.2

3.0

0.5

0.4

0.2-0.3

0.2-0.4

9.0

9.5

3000

4000

340

360

0.9

1.3

0.8

0.6

1.6

4.4

2.8

5.5

3.5

0.6

0.4

0.3-0.6

0.4-0.8

11.5

12.0

4900

4000

360

350

1.4

2.3

1.0

0.6

1.6

4.3

3.5

5.5

4.0

0.8

0.4

0.3-0.6

0.4-0.8

14.0

16.5

5000

6000

400

2.3

2.8

1.2

0.6

2.3

4.0

3.5

5.5

5.0

1.0

0.4

0.35-1

0.5-1

15.0

18.0

5500

8000

篇3：车门组件点焊缺陷分析与排除

车门组件点焊缺陷分析与排除

随着汽车技术的.发展,车主对车门组件维修要求也越来越高.因为车门组件是汽车的外表装配件,它占据车身外表覆盖件的相当大部分,所以,首先要求车门总成表面光滑平整,没有压痕、凹陷、凸包等缺陷;另一方面由于它是活动装配件,所以要保证和周围零件保持均匀的门缝间隙、面差高度,这就要求车门总成整体尺寸精确稳定,强度和刚性好,不易变形.

作者：吉国光作者单位：刊名：汽车维修技师英文刊名：AUTO MAINTENANCE 年，卷(期)： “”(7) 分类号：U4 关键词：

篇4：对焊方法及工艺

对接电阻焊（以下简称对焊）是利用电阻热将两工件沿整个端面同时焊接起来的一类电阻焊方法，对焊的生产率高、易于实现自动化，因而获得广泛应用。其应用范围可归纳如下：（1）工件的接长例如带钢、型材、线材、钢筋、钢轨、锅炉钢管、石油和天然气输送等管道的对焊。（2）环形工件的对焊例如汽车轮辋和自行车、摩托车轮圈的对焊、各种链环的对焊等。（3）部件的组焊将简单轧制、锻造、冲压或机加工件对焊成复杂的零件，以降低成本。例如汽车方向轴外壳和后桥壳体的对焊，各种连杆、拉杆的对焊，以及特殊零件的对焊等。（4）异种金属的对焊可以节约贵重金属，提高产品性能。例如刀具的工作部分（高速钢）与尾部（中碳钢）的对焊，内燃机排气阀的头部（耐热钢）与尾部（结构钢）的对焊，铝铜导电接头的对焊等。对焊分为电阻对焊和闪光对焊两种。

对接电阻焊（以下简称对焊）是利用电阻热将两工件沿整个端面同时焊接起来的一类电阻焊方法。对焊的生产率高、易于实现自动化，因而获得广泛应用。其应用范围可归纳如下：（1）工件的接长例如带钢、型材、线材、钢筋、钢轨、锅炉钢管、石油和天然气输送等管道的对焊。（2）环形工件的对焊例如汽车轮辋和自行车、摩托车轮圈的对焊、各种链环的对焊等。（3）部件的组焊将简单轧制、锻造、冲压或机加工件对焊成复杂的零件，以降低成本。例如汽车方向轴外壳和后桥壳体的对焊，各种连杆、拉杆的对焊，以及特殊零件的对焊等。（4）异种金属的对焊可以节约贵重金属，提高产品性能。例如刀具的工作部分（高速钢）与尾部（中碳钢）的对焊，内燃机排气阀的头部（耐热钢）与尾部（结构钢）的对焊，铝铜导电接头的对焊等。对焊分为电阻对焊和闪光对焊两种。 3、工件准备电阻对焊时，两工件的端面形状和尺寸应该相同，以保证工件的加热和塑性变形一致。工件的端面，以及与夹钳接触的表面必须进行严格清理。端面的氧化物和赃物将会直接影响到接头的质量。与夹钳接触的工件表面的氧化物和赃物将会增大接触处电阻，使工件表面烧伤、钳口磨损加剧，并增大功率损耗。清理工件可以用砂轮、钢丝刷等机械手段，也可以用酸洗。电阻焊接头中易产生氧化物夹杂。对于焊接质量要求高的稀有金属、某些合金钢和有色金属时，常采用氩、氦等保护氛来解决。电阻对焊虽有接头光滑、毛刺小、焊接过程简单等优点，但其接头的力学性能较低，对工件端面的准备工作要求高，因此仅用于小断面（小于250mm2）金属型材的对接。三、闪光对焊的焊接循环、工艺参数和工件准备 1、焊接循环闪光对焊的焊接循环14-7所示，图中复位时间是指动夹钳由松开工件至回到原位的时间。预热方法有两种：电阻预热和闪光预热，图中（b）采用的是电阻预热。 2、工艺参数闪光对焊的主要参数有：伸出长度、闪光电流、闪光流量、闪光速度、顶锻流量、顶锻速度、顶锻压力、顶锻电流、夹钳夹持力等。图14-8是连续闪光对焊各流量和伸出长度的示意图。下面介绍各工艺参数对焊接质量的影响及选用原则：（1）伸长长度l0 和电阻对焊一样，l0影响沿工件轴向的温度分布和接头的塑性变形。此外，随着l0的增大，使焊接回路的阻抗增大，需用功率也要增大。一般情况下，棒材和厚臂管材l0=（0.7-1.0）d，d为圆棒料的直径或方棒料的边长。对于薄板（δ=1-4mm）为了顶锻时不失稳，一般取l0=（4-5）δ。不同金属对焊时，为了使两工件上的温度分布一致，通常是导电性和导热性差的金属l0应较小。表1是不同金属闪光对焊时的l0参考值。（2）闪光电流If和顶锻电流Iu If取决于工件的断面积和闪光所需要的电流密度jf。jf的大小又与被焊金属的物理性能、闪光速度、工件断面的面积和形状，以及端面的加热状态有关。在闪光过程中，随着vf的逐渐提高和接触电阻Rc的逐渐减小，jf将增大。顶锻时，Rc迅速消失，电流将急剧增大到顶锻电流Iu。（5）顶锻流量δu δu 影响液体金属的排除和塑性变形的大小。δu 过小时，液态金属残留在接口中，易形成疏松、缩孔、裂纹等缺陷；δu 过大时，也会因晶纹弯曲严重，降低接头的冲击韧度。δu 根据工件断面积选取，随着断面积的增大而增大。顶锻时，为防止接口氧化，在端面接口闭合前不立刻切断电流，因此顶锻流量应包括两部分----有电流顶锻留量和无电流顶锻留量，前者为后者的0.5-1倍。（6）顶锻速度vu 为避免接口区因金属冷却而造成液态金属排除及塑性金属变形的困难，以及防止端面金属氧化，顶锻速度越快越好。最小的顶锻速度取决于金属的性能。焊接奥氏体钢的最小顶锻速度均为焊接珠光体钢的两倍。导热性好的金属（如铝合金）焊接时需要很高的顶锻速度（150-200mm/s）。对于同一种金属，接口区温度梯度大的，由于接头的冷却速度快，也需要提高顶锻速度。（7）顶锻压力Fu Fu通常以单位面积的压力，即顶锻压强来表示。顶锻压强的大小应保证能挤出接口内的液态金属，并在接头处产生一定的塑性变形。顶锻压强过小，则变形不足，接头强度下降；顶锻压强过大，则变形量过大，晶纹弯曲严重，又会降低接头冲击韧度。顶锻压强的大小取决于金属性能、温度分布特点、顶锻留量和速度、工件断面形状等因素。高温强度大的金属要求大的顶锻压强。增大温度梯度就要提高顶锻压强。由于高的闪光速度会导致温度梯度增大，因此焊接导热性好的金属（铜、铝合金）时，需要大的顶锻压强（150-400Mpa）。（8）预热闪光对焊参数除上述工艺参数外，还应考虑预热温度和预热时间。预热温度根据工件断面和材料性能选择，焊接低碳钢时，一般不超过700-900度。随着工件断面积增大，预热温度应相应提高。预热时间与焊机功率、工件断面大小及金属的性能有关，可在较大范围内变化。预热时间取决于所需预热温度。预热过程中，预热造成的缩短量很小，不作为工艺参数来规定。（9）夹钳的夹持力Fc必须保证工件在顶锻时不打滑 Fc与顶锻压力Fu和工件与夹钳间的摩擦系数f有关，他们的关系是：Fc≥Fu/2f。通常F0=（1.5-4.0）Fu，断面紧凑的低碳钢取下限，冷轧不锈钢板取上限。当夹具上带有顶撑装置时，加紧力可以大大降低，此时Fc=0.5Fu就足够了。 3、工件准备闪光对焊的工件准备包括：端面几何形状、毛坯端头的加工和表面清理。闪光对焊时，两工件对接面的几何形状和尺寸应基本一致。否则将不能保证两工件的加热和塑性变形一致，从而将会影响接头质量。在生产中，圆形工件直径的差别不应超过15%，方形工件和管形工件不应超过10%。在闪光对焊大断面工件时，最好将一个工件的端部倒角，使电流密度增大，以便于激光闪发。这样就可以不用预热或闪光初期提高次级电压。对焊毛坯端头的加工可以在剪床、冲床、车床上进行，也可以用等离子或气焰切割，然后清除端面。闪光对焊时，因端部金属在闪光时被烧掉，故对端面清理要求不甚严格。但对夹钳和工件接触面的清理要求，应和电阻对焊一样。四、常用金属的闪光对焊所有钢和有色金属几乎都可以闪光对焊，但要获得优质接头，还需根据金属的有关特性，采取必要的工艺措施。现分析如下：（1）导电导热性对于导电导热性好的金属，应采用较大的比功率和闪光速度，较短的焊接时间。（2）高温强度对于高温强度高的金属，应采用增大温塑性区的宽度，采用较大的顶锻力。（3）结晶温度区间结晶温度区间越大，半熔化区越宽，应采用较大的顶锻压力和顶锻留量，以便把半溶化区中的熔化金属全部排挤进去，以免留在接头中引起缩孔、疏松和裂纹等缺陷。（4）热敏感性常见的有两种情况，第一种是淬火钢，焊后接头易产生淬火组织，使硬度增高、塑性降低，严重时会产生淬火裂纹，淬火钢通常采用加热区宽的预热闪光对焊，焊后采用缓慢冷却和回火等措施。第二种是经冷作强化的金属（如奥氏体不锈钢），焊接时接头和热影响区发生软化，使接头强度降低。焊接此类金属通常采用较大的闪光速度和顶锻压力，以尽量缩小软化区和减轻软化程度。（5）氧化性接头中的氧化物夹杂对接头质量有严重危害，因此，防止氧化和排除氧化是提高接头质量的关键。金属的成分不同，其氧化性的生成也不同。若生成氧化物的熔点低于被焊金属，这时氧化物有较好的流动性，顶锻时容易被排挤出来。若生成氧化物的熔点高于被焊金属，如SiO2、Al2O3、Cr2O3等，就必须在被焊金属还处在溶化状态时，才有可能将他们排出。因此，在焊接含有较多硅、铝、铬、一类元素的合金钢时，应该采取严格的工艺措施，彻底排除氧化物。下面介绍几种常用金属材料闪光对焊的特点： 1、碳素钢的闪光对焊这类材料具有电阻系数高，加热时碳元素的氧化为接口提供保护性气氛CO和CO2，不含有生成高熔点氧化物的元素等优点。因而都属于焊接性较好的材料。随着钢中的含碳量的增加，电阻系数增大、结晶区间、高温强度及淬硬倾向都随之增大。因而需要相应增加顶锻压强和顶锻留量。为了减轻淬火的影响。可采用预热闪光对焊，并进行焊后热处理。碳素钢闪光对焊时，由于碳向加热端面扩散并被强烈氧化，以及顶锻时，半溶化区内含碳量高的溶化金属被挤出，所以在接头处形成含碳量低的贫碳层（呈白色，也称亮带）。贫碳层的宽度随着钢含量的提高、预热时间的加长而增宽；随着含碳量的增大和气体介质氧化倾向的减弱而变窄。采用长时间的热处理可以消除贫碳层。用得最多的是碳素钢闪光对焊。只要焊接条件选择适当，一般不会出现困难。甚至对溶焊来说比较难焊的铸铁也是一样。铸铁通常采用预热闪光对焊，用连续闪光对焊容易形成白口。由于含碳量很高，闪光时产生大量的CO和CO2保护气氛，自保护作用较强，即使在工艺参数波动很大时，在接口中也只有少量氧化夹杂物。 2、合金钢的闪光对焊合金元素含量对钢性能的影响和应采取的工艺措施如下： 1）钢中的铝、铬、硅、钼等元素易生成高熔点氧化物，应增大闪光和顶锻速度，以减少其氧化。 2）合金元素含量增加，高温强度提高，应增加顶锻压强。 3）对于珠光体钢，合金元素增加，淬火倾向性就增大，应采取防止淬火脆化的措施。下表是碳素钢和合金钢闪光对焊工艺参数的参考值。 3、铝及其合金的闪光对焊这类材料具有导电导热性好，熔点低，易氧化且氧化物熔点高、塑性温度区窄等特点，给焊接带来困难。铝合金对焊的焊接性较差，工艺参数选择不当时，极易产生氧化夹杂物、疏松等缺陷，使接头强度和塑性急剧降低。闪光对焊时，必须采用很高的闪光和顶锻速度、大的顶锻留量和强迫形成的顶锻模式。所需比功率也要比钢件大得多。 4、铜及其合金的闪光对焊铜的导热性比铝好，熔点较高，因而比铝要难焊的多。纯铜闪光对焊时，很难在端面形成液态金属层和保持稳定的闪光过程，也很难获得良好的塑性温度区。为此，焊接时需要很高的最后闪光速度、顶锻速度和顶锻压强。铜合金（如黄铜、青铜）的对焊比纯铜容易。黄铜对焊时由于锌的蒸发而使接头性能下降，为了减少锌的蒸发，也应采用很高的最后闪光速度、顶锻速度和顶锻压强。铝、铜及其合金闪光对焊的工艺参数可参考下表：铝和铜用闪光对焊焊成的过渡接头广泛用于电机行业。由于它们的熔点相差很大，铝的熔化比铜快4-5倍，所以要相应增大铝的伸出长度。铝和铜闪光对焊的工艺参数可参考下表。铝和铜对焊时，可能形成金属间化合物CuAL2，增加接头脆性。因此，必须在顶锻时尽可能将CuAL2从接口中排挤出去。铜于铝闪光对焊的焊接条件注：顶锻留量等于线材直径，有电流顶锻量等于直径的0.2-0.3倍。直径很小的线材、不同材料的线材，以及线材与冲压件（如电阻器和二极管的端盖）可采用电容储能式对焊，其特点在于焊接条件非常硬，加热范围极窄，大大减轻了被焊金属热物理性能对接头形成的影响。二、杆件的对焊多用于建筑业的钢筋对焊，通常直径d<10mm者用电阻对焊；d>10mm用连续闪光对焊；d>30mm用预热闪光对焊。用手动对焊机时，由于焊机功率较小（通常不超过50KVA）d=15-20mm时，一般就要用预热闪光对焊。杆件对焊时可使用半圆形或V形夹钳电极，后者可用于各种直径，因而获得广泛应用。杆件属实心断面，刚性较大，可采用较长的伸出长度。低碳钢棒材电阻对焊和闪光对焊的工艺参数可参考下面两表：三、管子对焊管子对焊广泛用于锅炉制造、管道工程及石油设备制造。根据管子的断面和材料选择连续或预热闪光对焊。夹钳电极可以用半圆形或V形。通常当管径与壁厚的比值大于10时可选用半圆形，以防管子被压扁。比值小于10时可选用V形。为避免管子在夹钳电极中滑移，夹钳电极应有适当的工作长度。管径为20-50mm时，工件长度为管径的2-2.5倍；管径为200-300mm时为1-1.5倍。低碳钢和合金钢管连续闪光对焊的工艺参数可参考下表：由于管子是展开形断面，散热较快，端面液态金属易于冷却，顶锻时难于挤出。面积分散，又使闪光过程中自保护作用减弱。因此，当工艺参数选择不当时，非金属夹杂物会残留在接口中形成灰斑缺陷。保持稳定闪光，提高闪光和顶锻速度，并采用气体保护，能减少或消除灰斑。管子焊后，需去除内外毛刺，以保证管子外表光洁，内部有一定的通道孔径。去除毛刺需使用专用工具。四、薄板对焊薄板对焊在冶金工业轧制钢板的连续生产线上广泛应用。板材宽度从300到1500mm以上，厚度从小于1mm到十几mm。材料有碳钢、合金钢及有色金属及其合金等。板材对焊后，接头由于将经受轧制，并生产很大的塑性变形，因而不仅要有一定的强度、而且应有很高的塑性。厚度小于5mm的钢板，一般采用连续闪光对焊，用平面电极单面导电，板材较厚时，采用预热闪光对焊，双面导电，以保证沿整个端面加热均匀。薄板焊接时，因断面的长与宽之比较大，面积分散、接头冷却快，闪光过程中自保护作用较弱，同时，液态过梁细小，端面上液态金属层薄。易于氧化和凝固。因此必须提高闪光和顶锻速度。焊后须趁热用毛刺切除装置切除毛刺。低碳钢和不锈钢板闪光对焊的工艺参数参考下面两表：五、环形件对焊环形件（如车轮辋、链环、轴承环、喷气发动机安装边等）焊接时，除了考虑对焊工艺的一般规律外，还应注意分流和环形件变形弹力的影响。由于存在分流，需用功率要增大15-50%。分流虽环形件直径的减小，断面的增大，以及材料电阻率的减小而增大。环形件对焊时，顶锻压力的选择必须考虑变形反弹力的影响，但由于分流有对环背加热的作用，因而顶锻压力增加量不大。自行车、摩托车钢圈、汽车轮辋均采用连续闪光对焊，夹钳电极的前口必须与工件断面相吻合。顶锻时，为了防止反弹力影响接头质量，甚至拉开接头，需要延长无电流顶锻时间。锚链，传动链等链环多用于低碳钢和低合金钢制造，直径d<20mm时可用电阻对焊，d>20mm时可用预热闪光对焊，预热的目的是为了使接口处加热均匀，顶锻时容易产生一定的塑性变形。链环对焊的工艺参数可参考下面两表：六、刀具对焊刀具对焊时目前刀具制造业中用于制造毛坯的工艺方法之一，主要是高速钢（W8Cr4V,W-9Cr4V2）和中碳钢的对焊，刀具对焊有如下特点： 1）高速钢与中碳钢的导热性与电阻率差别大。在常温下，中碳钢λ=0.42W/（cm℃），ρ0=18-22uΩcm；高速钢λ=0.23W/（cm℃），ρ0=48Ωcm.为了使接合面两侧的温度分布基本一致，高速钢的伸出长度应比中碳钢小30-50%。一般情况下高速钢的伸出长度为（0.5-1.0）d。为了防止散热过快，伸出长度不小10mm。 2）高速钢淬火倾向大，焊后硬度将大大提高，并可能产生淬火裂纹。为了防止裂纹，可采用预热闪光对焊。预热时，将接口附近5-10mm范围内的金属加热到1100-1200℃。焊后在600-700℃的电炉中保温30min进行退火。 3）高速钢加热到高温时，会产生晶粒长大或在半熔化晶界上形成莱氏体共晶物，使接头变脆。莱氏体共晶物不能通过热处理消除。因此需要用充分的顶锻来消除这种组织，刀具对焊的工艺参数可参考下表：

篇5：墙面处理及墙面处理工艺和方法

墙面处理是使墙面达到平整，洁净，干燥无裂缝、空洞，坚实无浮尘，

水泥，砖墙：墙面较平整，用腻子批平，刷上薄的清漆待干透后即可粘贴墙纸。

石膏板、夹板和木板;存在接缝，故先补缝再批灰。

清漆和封闭底漆的功能是固化和保护腻子表层，也可以加强墙纸防水、防霉和抗碱功能。涂漆应在腻子完全干透后进行。

粘贴墙纸的'墙面处理和刷涂料的墙面处理大致相同，所以刷涂料墙很适合改贴墙纸，但需做好砂磨处理。

墙面施工要求

粘贴墙纸前，基层处理质量根据中华人民共和国国家标准《建筑装饰装修工程质量验收规范》(GB50210-)规定应达到下列要求：

1.新建筑物的混凝土或抹灰基层墙面在刮腻子前应涂刷抗碱封闭底漆。

2.旧墙面在裱糊前应清除疏松的旧装修层，并涂刷界面剂。

3.混凝土或抹灰基层含水率不得大于是8%;木材基层的含水率不得大于12%，

资料

4.基层腻子应平整、坚固、牢固、无粉化、起皮和裂缝腻子的粘结强度应符合《建筑室内用腻子》(JG/T3049)N型的规定。

5.基层表面平整度、立面垂直度及阴阳角方正应达到《建筑装饰装修工程质量验收规范》(GB50210-2001)第4.2.11条高级抹灰的要求。

6.基层表面颜色应一致。

7.裱糊前应用封闭漆涂层刷基层。

常见的墙面问题和墙面问题的解决方法

粉墙：即墙面有不牢固的粉末存在，应砂磨除去，整平、刷上清漆待干透后即可粘贴墙纸。

光墙：即墙面非常光滑，不易吸收胶水，不易干燥，接着力会下降，需砂磨才能粘贴墙纸。

补缝腻子：腻子中加入较多的白胶浆使接着牢固，不会裂开。

批平腻子：腻子中加入少量的白胶浆，以便砂磨。

重要提示

石膏粉加白胶浆取代批平腻子，可以加快干燥，缩短施工时间。

篇6：数控加工工艺分析的一般步骤与方法

程序编制人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等，此外，编程人员应不断总结、积累工艺分析方面的实际经验，编写出高质量的数控加工程序。

一、机床的合理选用

在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的因素主要有，毛坯的材料和类、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点：①要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。②有利于提高生产率。③尽可能降低生产成本(加工费用)。

二、数控加工零件工艺性分析

数控加工工艺性分析涉及面很广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。

(一)零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则

1．零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点在数控加工零件图上，应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的标注方法，这样就会给工序安排与数控加工带来许多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的分散标注法改为同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法。

2．构成零件轮廓的几何元素的条件应充分

在手工编程时要计算基点或节点坐标。在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时，要分析几何元素的给定条件是否充分。如圆弧与直线，圆弧与圆弧在图样上相切，但根据图上给出的尺寸，在计算相切条件时，变成了相交或相离状态。由于构成零件几何元素条件的不充分，使编程时无法下手。遇到这种情况时，应与零件设计者协商解决。

(二)零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点

1)零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，生产效益提高。

2)内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。零件工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转接圆弧半径的大小等有关。

3)零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大。

4)应采用统一的基准定位。在数控加工中，若没有统一基准定位，会因工件的重新安装而导致加工后的两个面上轮廓位置及尺寸不协调现象。因此要避免上述问题的产生，保证两次装夹加工后其相对位置的准确性，应采用统一的基准定位。

零件上最好有合适的孔作为定位基准孔，若没有，要设置工艺孔作为定位基准孔(如在毛坯上增加工艺凸耳或在后续工序要铣去的余量上设置工艺孔)。若无法制出工艺孔时，最起码也要用经过精加工的表面作为统一基准，以减少两次装夹产生的误差。

此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证、有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。

三、加工方法的选择与加工方案的确定

(一)加工方法的选择

加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱体孔选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。此外，还应考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工方法的经济加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册。

(二)加工方案确定的原则

零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。

确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。例如，对于孔径不大的IT7级精度的孔，最终加工方法取精铰时，则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。

四、工序与工步的划分

(一) 工序的划分

在数控机床上加工零件，工序可以

程序编制人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等。此外，编程人员应不断总结、积累工艺分析方面的实际经验，编写出高质量的数控加工程序。

一、机床的合理选用

二、数控加工零件工艺性分析

数控加工工艺性分析涉及面很广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。

(一)零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则

2．构成零件轮廓的几何元素的条件应充分

(二)零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点

1)零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，生产效益提高。

2)内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。零件工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转接圆弧半径的大小等有关。

3)零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大。

此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证、有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。

三、加工方法的选择与加工方案的确定

(一)加工方法的选择

(二)加工方案确定的原则

零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案，

四、工序与工步的划分

(一) 工序的划分

在数控机床上加工零件，工序可以

比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。一般工序划分有以下几种方式：（二)工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则：

1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。

2)对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。按此方法划分工步，可以提高孔的精度。因为铣削时切削力较大，工件易发生变形。先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，减少由变形引起的对孔的精度的影响。

3)按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。

总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。

五、零件的安装与夹具的选择

(一)定位安装的基本原则

1)力求设计、工艺与编程计算的基准统一。

2)尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。

3)避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。

(二)选择夹具的基本原则

数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此之外，还要考虑以下四点：

1)当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。

2)在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。

3)零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。

4)夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀(如产生碰撞等)。

六、刀具的选择与切削用量的确定

(一)刀具的选择

刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。

与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。

选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选镶硬质合金的玉米铣刀。选择立铣刀加工时，刀具的有关参数，推荐按经验数据选取。曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而应采用环形刀。在单件或小批量生产中，为取代多坐标联动机床，常采用鼓形刀或锥形刀来加工飞机上一些变斜角零件加镶齿盘铣刀，适用于在五坐标联动的数控机床上加工一些球面，其效率比用球头铣刀高近十倍，并可获得好的加工精度。

在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀工作。因此必须有一套连接普通刀具的接杆，以便使钻、镗、扩、铰、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。作为编程人员应了解机床上所用刀杆的结构尺寸以及调整方法，调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其柄部有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两种，共包括16种不同用途的刀。

(二)切削用量的确定

切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并应编入程序单内。

合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。

七、对刀点与换刀点的确定

在编程时，应正确地选择“对刀点”和“换刀点”的位置。“对刀点”就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行，所以对刀点又称为“程序起点”或“起刀点”。

对刀点的选择原则是：1.便于用数字处理和简化程序编制；2.在机床上找正容易，加工中便于检查；3.引起的加工误差小。

对刀点可选在工件

上，也可选在工件外面(如选在夹具上或机床上)但必须与零件的定位基准有一定的尺寸关系。

为了提高加工精度，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，如以孔定位的工件，可选孔的中心作为对刀点。刀具的位置则以此孔来找正，使“刀位点”与“对刀点”重合。工厂常用的找正方法是将千分表装在机床主轴上，然后转动机床主轴，以使“刀位点”与对刀点一致。一致性越好，对刀精度越高。所谓“刀位点”是指车刀、镗刀的刀尖；钻头的钻尖；立铣刀、端铣刀刀头底面的中心，球头铣刀的球头中心。

零件安装后工件坐标系与机床坐标系就有了确定的尺寸关系。在工件坐标系设定后，从对刀点开始的第一个程序段的坐标值；为对刀点在机床坐标系中的坐标值为(X0，Y0)。当按绝对值编程时，不管对刀点和工件原点是否重合，都是X2、Y2；当按增量值编程时，对刀点

与工件原点重合时，第一个程序段的坐标值是X2、Y2，不重合时，则为(X1十X2)、Y1+ Y2)。

对刀点既是程序的起点，也是程序的终点。因此在成批生产中要考虑对刀点的重复精度，该精度可用对刀点相距机床原点的坐标值(X0，Y0)来校核。

所谓“机床原点”是指机床上一个固定不变的极限点。例如，对车床而言，是指车床主轴回转中心与车头卡盘端面的交点。

加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是佰刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点(如加工中心机床，其换刀机械手的位置是固定的)，也可以是任意的一点(如车床)。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其它部件为准。其设定值可用实际测量方法或计算确定。

八、加工路线的确定

在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：

1)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。

2)使数值计算简单，以减少编程工作量。

3)应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀来完成加工以及在铣削加工中是采用顺铣还是采用逆铣等。

对点位控制的数控机床，只要求定位精度较高，定位过程尽可能快，而刀具相对工件的运动路线是无关紧要的，因此这类机床应按空程最短来安排走刀路线。除此之外还要确定刀具轴向的运动尺寸，其大小主要由被加工零件的孔深来决定，但也应考虑一些辅助尺寸，如刀具的引入距离和超越量。

在数控机床上车螺纹时，沿螺距方向的z向进给应和机床主轴的旋转保持严格的速比关系，因此应避免在进给机构加速或减速过程中切削。为此要有引入距离δ1超越距离δ2。和的数值与机床拖动系统的动态特性有关，与螺纹的螺距和螺纹的精度有关。一般为2—5mm，对大螺距和高精度的螺纹取大值；一般取的1／4左右。若螺纹收尾处没有退刀槽时，收尾处的形状与数控系统有关，一般按45o收尾。

铣削平面零件时，一般采用立铣刀侧刃进行切削。为减少接刀痕迹，保证零件表面质量，对刀具的切入和切出程序需要精心设计。铣削外表面轮廓时，铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓曲线的延长线上切向切入和切出零件表面，而不应沿法向直接切入零件，以避免加工表面产生划痕，保证零件轮廓光滑。

铣削内轮廓表面时，切入和切出无法外延，这时铣刀可沿零件轮廓的法线方向切入和切出，并将其切入、切出点选在零件轮廓两几何元素的交点处加工过程中，工件、刀具、夹具、机床系统平衡弹性变形的状态下，进给停顿时，切削力减小，会改变系统的平衡状态，刀具会在进给停顿处的零件表面留下划痕，因此在轮廓加工中应避免进给停顿。

曲面时，常用球头刀采用“行切法”进行加工。所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定的。