[精选]汽车车身焊接技术.pptx

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1、汽车车身焊接技术汽车车身焊接技术任务十任务十 车身钣金件的切割车身钣金件的切割l学习内容与目标l切割方法l氧炔焰切割和等离子切割原理l氧炔焰切割和等离子切割设备l氧炔焰切割和等离子切割参数l施工过程一、相关知识切割分类 1 机械切割2 热切割 气体火焰切割 等离子弧切割 激光切割一、相关知识内容提要：1.机械切割下料的原理、特点及主要下料设备；2.气割的原理、特点、实现条件、影响气割的主要因素。钢板的剪裁机械切割 锯切锯切是一种以切削的方法将各种型材和一定规格的钢板实施切断的加工方法。锯切的切口平滑、尺寸准确、精度高；但切割速度慢、效率低，只能切割在一定尺寸范围内较小截面的型材、管材、棒材或板

2、材。所以在结构制造生产中应用较少。锯切又分为：有齿锯切；无齿锯切；砂轮锯切三种方式。钢板的剪裁机械切割n无齿锯切又称为线切割，它是以高速旋转磨擦生热来加热软化金属，同时以强力推进磨削而切断金属材料。属于小型型材精密切割。n砂轮锯切用厚为2.55mm的高强度砂轮片为切削刃具，高速旋转可达5000rmin，对金属进行快速磨削加工而切断金属。主要用于切断小截面的管材、棒材和小规格型材。钢板的剪裁机械切割 剪切 剪裁 剪切原理在专用剪切机床上，通过剪刃对钢材的剪切部位施加一定的剪切力，使剪刃压入钢材外表，当其内产生的内应力到达和超过金属的抗剪强度时，便会使金属产生断裂和别离。剪切特点切口光洁平齐质量高

3、，操作方便条件好，节省人力效率高。钢板的剪裁机械切割 常用剪切设备及其应用范围 联合冲剪机属多功能剪床，即可剪钢材，又可剪型材，还可进行冲孔。图图3-173-17。在焊接结构生产中，主要用于冲孔和剪切中小型材。钢板的剪裁机械切割 圆盘剪切机图图3 31818主要用于剪切曲线形状的坯料和薄而长的板料。钢板的剪裁机械切割 振动剪床用于剪切4mm以下钢板的直线或曲线工件包括圆孔。图图3-193-19。钢板的剪裁机械切割 龙门式剪切机 图图3-143-14钢板的剪裁机械切割分类按刀刃装配位置不同分：平口剪板机两刀刃上下平行；斜口剪板机两刀刃成一定角度；按传动方式的不同分：机械传动剪板机10mm;液压传

4、动剪板机10mm。钢板的剪裁机械切割说明：这种剪切不是纯剪切，伴有弯曲，在剪断线近旁约有23mm的区域内因受挤压而产生变形,出现加工硬化现象。为保证加工质量，对于具有裂纹敏感性的材料，该硬化层应予以消除。钢板的剪裁机械切割剪切力的计算斜剪：式中 P剪切力;S被剪板厚;上剪刀倾角;钢板的极限剪应力。平剪:PS.L.式中 L板长。钢板的剪裁机械切割剪切力，便可确定剪切板厚。由于材质不同，在同一剪切力下，所剪板厚有所不同，一般不锈钢为碳钢的1/3板厚。热切割 气体火焰切割 简称气割 气割原理气割的实质是金属在氧中的燃烧过程。它利用可燃气体和氧气混合燃烧形成的预热火焰，将被切割金属材料加热到其燃烧温度

5、，由于很多金属材料能在氧气中燃烧并放出大量的热，被加热到燃点的金属材料在高速喷射的氧气流作用下，就会发生剧烈燃烧，产生氧化物，放出热量，同时氧化物熔渣被氧气流从切口处吹掉，使金属分割开来，到达切割的目的。热切割 气割过程包括三步：、火焰予热使金属外表到达燃点；、喷氧燃烧氧化、放热上部金属燃烧放出的热量加热下部金属到燃点；、吹除熔渣金属别离。热切割 气割的特点设备简单、使用方便；切割速度快、生产效率高；成本低、适用范围广。可切割各种形状的金属零件，厚度达1000mm,可切碳钢、低合金钢；可用于毛坯，亦可用于开坡口或割孔。热切割 实现气割的条件气割不能用于所有金属的下料，是因为实现气割的金属应满足

6、以下条件：金属的燃点应低于其熔点；燃烧后形成的金且流动性要好，粘度要小；金属燃烧时应能放出大量的热，以预热下层金属是实现连续切割的条件；金属应有较低的导热系数。热切割 根据上述条件可以看出：a.低、中碳钢和普通低合金钢可用气割下料。但随着含碳量的增加，熔点，燃点，切割越难实现；随着含碳量的增加，切割边缘产生淬火裂纹的倾向性增加，所以要切割碳的质量分数高于0.7的碳钢，须预热400700；当碳的质量分数大于1%1.2时，无法气割。热切割 b.铸铁含碳量较高，其熔点大大低于燃点且燃烧时产生的SiO2 流动性很差。c.低锰、低铬钢可用气割下料，但应注意切口处淬硬倾向。d.铬的质量分数大于5的钢、不锈

7、钢、铜、铝及其合金通常不采用气割下料。热切割 气割用气体气割用气体可分为可燃性气体和助燃性气体两类。可燃性气体种类很多，如乙炔、氢、天然气、煤气、液化石油气等。气割时，究竟选用哪一种要根据以下因素决定：气体燃烧热效率的上下；经济性；安全性；储运的方便性。热切割 影响气割质量的主要因素 予热火焰；切割氧；切割速度；割嘴与工件外表的间距H；钢板初始温度t。热切割 气割方法与设备 手工气割图图3-213-213-223-22热切割 机械切割小车式直线气割机热切割 机械切割摇臂仿形气割机热切割 机械切割光电跟踪气割机 机械切割数控气割机热气割热气割 等离子弧切割等离子弧切割n定义：借助水冷喷嘴对电弧的

8、拘束作用，获得高能量密度的等离子弧进行切割的方法第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的形成n n等离子弧定义：通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩所形成的电弧。n n等离子弧是在钨极氩弧的基础上开展而来第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的形成自由电弧第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的形成电极电极等离子气等离子气保护气保护气拘束喷嘴拘束喷嘴气室气室保护气喷嘴保护气喷嘴工件工件小孔小孔焊缝金属焊缝金属焊接方向焊接方向拘束电弧 压缩电弧第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的形成n n三种压缩机制：三种压缩机制：三种压缩机制：三种压缩机制：机械压缩壁压缩效应，前提：拘束喷嘴的作用机械压

9、缩壁压缩效应，前提：拘束喷嘴的作用机械压缩壁压缩效应，前提：拘束喷嘴的作用机械压缩壁压缩效应，前提：拘束喷嘴的作用热压缩流体压缩效应，主要原因：水冷喷嘴产生热压缩流体压缩效应，主要原因：水冷喷嘴产生热压缩流体压缩效应，主要原因：水冷喷嘴产生热压缩流体压缩效应，主要原因：水冷喷嘴产生磁压缩效应磁压缩效应磁压缩效应磁压缩效应 必然存在：电磁收缩力的作用必然存在：电磁收缩力的作用必然存在：电磁收缩力的作用必然存在：电磁收缩力的作用第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的形成n n等离子弧的影响因素等离子弧的影响因素 电流电流 喷嘴孔径尺寸喷嘴孔径尺寸 等离子气种类及流量等离子气种类及流量H H2 2

10、、N N2 2、ArAr第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性n nTIG:10000-24000KTIG:10000-24000K 10 104 4w/cmw/cm2 2n nPAW:24000-50000KPAW:24000-50000K 10 105 5w/cmw/cm2 2第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性n nTIG:TIG:斑点热量是焊接的主导能量斑点热量是焊接的主导能量 弧柱的传导辐射对于焊接是次要能量弧柱的传导辐射对于焊接是次要能量n nPAW:PAW:弧柱高速高温等离子体通过接触传弧柱高速高温等离子体通过接触传导与辐

11、射可能成为焊接的主要能量导与辐射可能成为焊接的主要能量 斑点热量降为次要能量斑点热量降为次要能量第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性n n挺度好、冲击力大挺度好、冲击力大面积变化20%第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的类型及应用n n非转移型等离子弧非转移型等离子弧Non-transferred arcNon-transferred arc：电极接电源的负极，喷嘴接电源正极，：电极接电源的负极，喷嘴接电源正极，电弧在电极与喷嘴间产生。电弧在电极与喷嘴间产生。图图9 92a2a，P232P232

12、n n转移型等离子弧转移型等离子弧Transferred arcTransferred arc：电：电极接电源的负极，工件接电源的正极，等极接电源的负极，工件接电源的正极，等离子弧在电极与工件间燃烧。离子弧在电极与工件间燃烧。图图9 92b2b，P232 P232n n联合型等离子弧混合型等离子弧联合型等离子弧混合型等离子弧 bined non-transferred and transferred bined non-transferred and transferred arcarc：两个独立的电源供电。：两个独立的电源供电。图图9 92c2c，P232 P232第一节 等离子弧的形成及特

13、性-等离子弧的类型及应用第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的类型及应用n n非转移型等离子弧非转移型等离子弧Non-transferred arcNon-transferred arc：用于喷涂、焊接、切割薄金属：用于喷涂、焊接、切割薄金属n n转移型等离子弧转移型等离子弧Transferred arcTransferred arc：用：用于切割、焊接、堆焊于切割、焊接、堆焊n n联合型等离子弧混合型等离子弧联合型等离子弧混合型等离子弧 bined non-transferred and transferred bined non-transferred and transferred a

14、rcarc：用于小电流、微束等离子弧焊接、：用于小电流、微束等离子弧焊接、粉末堆焊粉末堆焊第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的类型及应用第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的类型及应用第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的类型及应用第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧发生器 n n发生器分类按用途n n等离子弧焊枪n n等离子弧割枪n n等离子弧喷涂枪 一等离子弧切割原理及特点一等离子弧切割原理及特点一等离子弧切割原理及特点一等离子弧切割原理及特点 1.1.切割原理：熔化切割原理：熔化 2.2.特点特点:1 1切割速度快；切割速度快；2 2切口质量好；切口质量好；3 3适应性好：可切

15、割高熔适应性好：可切割高熔 点非金属材料点非金属材料一、相关知识 等离子弧切割有等离子弧切割有氮等离子弧切割氮等离子弧切割氮等离子弧切割氮等离子弧切割、氧等离子弧切割氧等离子弧切割氧等离子弧切割氧等离子弧切割、空气等离子弧空气等离子弧空气等离子弧空气等离子弧切割、切割、水下等离子弧水下等离子弧水下等离子弧水下等离子弧切割等。切割等。离子气有离子气有N2、Ar-H2、N2-H2、空气以及氧气等。、空气以及氧气等。两种气体混合使用都比单一的气体好，其中尤以两种气体混合使用都比单一的气体好，其中尤以Ar-H2及及N2-H2混合气切口质量最好；混合气切口质量最好；N2价格低廉，生产中用得价格低廉，生产

16、中用得较多。较多。空气等离子弧切割空气等离子弧切割空气等离子弧切割空气等离子弧切割：方便、成本低，在生产中已得到广：方便、成本低，在生产中已得到广泛的应用。适用于常用结构材料钢、铝、铜、铸铁的切泛的应用。适用于常用结构材料钢、铝、铜、铸铁的切割，切割割，切割30mm30mm以下板材时比氧乙炔焰更具有优势，所以特别以下板材时比氧乙炔焰更具有优势，所以特别适合于适合于30mm30mm以下的碳钢、低合金钢的切割更大厚度的这两以下的碳钢、低合金钢的切割更大厚度的这两种材料，氧乙炔切割更有优势。种材料，氧乙炔切割更有优势。但空气等离子弧切割有强烈的氧化腐蚀，应用纯锆或但空气等离子弧切割有强烈的氧化腐蚀，

17、应用纯锆或纯铪电极此时也可采用氧作离子气，但电极烧损更严重纯铪电极此时也可采用氧作离子气，但电极烧损更严重，也可采用复合式空气等离子弧切割。，也可采用复合式空气等离子弧切割。等离子弧切割时电流采用正接极性，切割金属时采用等离子弧切割时电流采用正接极性，切割金属时采用转移弧。转移弧。60A60A以下手工切割常用无维弧电弧结构，以下手工切割常用无维弧电弧结构，60A60A以上以上手工割枪常采用有维弧结构割枪；切割薄金属板材时，可手工割枪常采用有维弧结构割枪；切割薄金属板材时，可采用微束等离子弧来获得更窄的割口。采用微束等离子弧来获得更窄的割口。二等离子弧切割设备二等离子弧切割设备二等离子弧切割设备

18、二等离子弧切割设备与与等等离离子子弧弧焊焊接接设设备备大大致致相相同同，由由电电源源、控控制制系系统统、割割枪枪、供供气气和和供供水水系系统统等等组组成成，其其中中空空气气等等离离子子弧弧切切割割机机LGK系系列列应用最广泛。应用最广泛。电源电源电源电源：等离子弧切割采用具有陡降或恒流外特性的直流电源。等离子弧切割采用具有陡降或恒流外特性的直流电源。电源空载电压一般为切割时电弧电压的两倍，常用切割电源空载电源空载电压一般为切割时电弧电压的两倍，常用切割电源空载电压为电压为150150400V400V。空气等离子弧切割一般要配用大于。空气等离子弧切割一般要配用大于1.5kW1.5kW的空的空气压

19、缩机。气压缩机。逆变电源将是切割电源的开展方向。逆变电源将是切割电源的开展方向。割割割割枪枪枪枪：与与焊焊枪枪相相似似，一一般般60A60A以以下下割割枪枪多多采采用用风风冷冷结结构构，60A60A以以上上割割枪枪多多采采用用水水冷冷结结构构。割割枪枪中中的的电电极极可可采采用用纯纯钨钨、钍钍钨钨、铈铈钨钨棒棒，也也可可采采用用镶镶嵌嵌式式电电极极。空空气气等等离子弧切割时，采用镶嵌式锆或铪电极。离子弧切割时，采用镶嵌式锆或铪电极。控制系统控制系统n能提前供气和滞后停气能提前供气和滞后停气n采用高频引弧，在等离子弧引燃后高频振荡器应能自动断开。采用高频引弧，在等离子弧引燃后高频振荡器应能自动断

20、开。n离子气流有递增过程。离子气流有递增过程。n无冷却水时应不能启动。假设切割过程中断水，切割机能自无冷却水时应不能启动。假设切割过程中断水，切割机能自动停止。动停止。n在切割结束或切割断弧时，控制线路能自动断开。在切割结束或切割断弧时，控制线路能自动断开。气路和水路系统气路和水路系统一、相关知识n等离子切割工艺参数n气体流量：过小、过大都不好n切割电流和切割电压：电流电压决定了电弧功率、但过大：切口宽、粗n切割速度：保证切透前提下尽可能最快n喷嘴高度工工工工艺艺艺艺参参参参数数数数：包包括括电电流流、电电压压、切切割割速速度度、气气体体流流量量、喷喷嘴嘴距距工工件高度等。件高度等。理理论论上

21、上，有有很很多多的的参参数数会会影影响响到到切切割割的的效效果果。但但在在实实际际生生产产中中，尤尤其其是是采采用用空空气气等等离离子子弧弧切切割割时时，这这些些参参数数或或因因素素很很多多是是不不好好变变更的，所以，通常仅需注意以下几个可变的工程：更的，所以，通常仅需注意以下几个可变的工程：1切割电流、电压切割电流、电压2切割速度切割速度3 3喷嘴高度喷嘴高度4 4气压气压一切割工艺参数的选择一切割工艺参数的选择对于确定厚度的板材，切割电流越大，则切割速度对于确定厚度的板材，切割电流越大，则切割速度越快。高切割速度使切口变窄、热影响区减小。应尽可越快。高切割速度使切口变窄、热影响区减小。应尽

22、可能选择大的切割速度。能选择大的切割速度。切割大厚度工件时，提高切割电压更为有效。切割大厚度工件时，提高切割电压更为有效。建议：建议：建议：建议：1常用结构材料用空气等离子弧切割，不考虑常用结构材料用空气等离子弧切割，不考虑 用其它气体；用其它气体；2大厚度板材的批量切割，宜用数控自动大厚度板材的批量切割，宜用数控自动 等离子弧的水下切割水再压缩等离子弧切等离子弧的水下切割水再压缩等离子弧切 割。割。喷嘴高度一般为喷嘴高度一般为6 8mm，空气等离子弧切割所需高，空气等离子弧切割所需高度略小，正常切割时一般为度略小，正常切割时一般为2 5mm。空气等离子切割时。空气等离子切割时还可以将喷嘴与工

23、件接触，即喷嘴贴着工件外表滑动，这还可以将喷嘴与工件接触，即喷嘴贴着工件外表滑动，这种切割方式称接触切割或笔式切割，切割厚度约为正常切种切割方式称接触切割或笔式切割，切割厚度约为正常切割时的一半。割时的一半。二提高切割质量的途径二提高切割质量的途径良好的切割质量应该是切口面光洁、切口窄，切口上部呈直角良好的切割质量应该是切口面光洁、切口窄，切口上部呈直角且无熔化圆角，切口下部无毛刺熔瘤。为实现上述质量要且无熔化圆角，切口下部无毛刺熔瘤。为实现上述质量要求，应注意下面几点。求，应注意下面几点。1 1切口宽度和平直度切口宽度和平直度切口宽度和平直度切口宽度和平直度2 2切口毛刺的消除切口毛刺的消除

24、切口毛刺的消除切口毛刺的消除3 3防止产生双弧防止产生双弧防止产生双弧防止产生双弧4 4大厚度工件的切割大厚度工件的切割大厚度工件的切割大厚度工件的切割 等等离离子子弧弧切切割割过过程程中中会会产产生生噪噪音音、烟烟尘尘、弧弧光光及及金金属属蒸蒸气气等等公公害害，对对环环境境造造成成严严重重的的污污染染，在在大大电电流流切切割割或或切切割割有有色色金金属属时时情情况况尤尤为为严严重重。除除水水再再压压缩缩等等离离子子弧弧切切割割外外，水水面面上上切切割割及及水水面面下下切切割割也也是是抑抑制制污污染的方法。染的方法。等离子弧的焊接与切割的安全问题：等离子弧的焊接与切割的安全问题：等离子弧的焊接

25、与切割的安全问题：等离子弧的焊接与切割的安全问题：2 2等离子弧较其它电弧的光辐射强度更大，尤其是等离子弧较其它电弧的光辐射强度更大，尤其是紫外线强度，除罩黑色目镜外，最好加上吸收紫外线的紫外线强度，除罩黑色目镜外，最好加上吸收紫外线的专门镜片。专门镜片。1 1等离子弧焊接和切割用电源的空载电压较高，等离子弧焊接和切割用电源的空载电压较高，有电击的危险。电源在使用时必须可靠接地，焊枪枪有电击的危险。电源在使用时必须可靠接地，焊枪枪体或割枪枪体与手触摸局部必须可靠绝缘。体或割枪枪体与手触摸局部必须可靠绝缘。3 3等离子弧会产生高强度、高频率的等离子弧会产生高强度、高频率的噪声噪声噪声噪声，尤其，

26、尤其采用大功率等离子弧切割时，其噪声更大。采用大功率等离子弧切割时，其噪声更大。等离子弧焊接和切割过程伴随有大量气化的金属蒸等离子弧焊接和切割过程伴随有大量气化的金属蒸气、臭氧、氮化物等，应有良好的通风设备、措施。气、臭氧、氮化物等，应有良好的通风设备、措施。一般手工切割或自动切割工作台附近要配备抽风系一般手工切割或自动切割工作台附近要配备抽风系统，但排出的废气仍然对环境造成污染。统，但排出的废气仍然对环境造成污染。切割时，在栅格工作台下方还可安置排风装置，也切割时，在栅格工作台下方还可安置排风装置，也可以采取水中切割方法。可以采取水中切割方法。4 4等离子弧焊接和切割都采用等离子弧焊接和切割

27、都采用高频振荡器高频振荡器高频振荡器高频振荡器引弧，引弧，应注意高频电磁场的生理伤害。应注意高频电磁场的生理伤害。三、其他等离子弧切割方法：三、其他等离子弧切割方法：双气流等离子弧切割：双气流等离子弧切割：电弧得到进一步的压缩，有电弧得到进一步的压缩，有利于吹除割渣，具有双弧倾向小、切割速度快、切口上利于吹除割渣，具有双弧倾向小、切割速度快、切口上沿圆度小等优点。沿圆度小等优点。离子气一般用氩、氮或氩离子气一般用氩、氮或氩+氢，外层气体根据所切氢，外层气体根据所切金属选用，如切割普通钢材可用空气、氧气或氮气，切金属选用，如切割普通钢材可用空气、氧气或氮气，切割不锈钢可用氮气、二氧化碳或氩割不锈

28、钢可用氮气、二氧化碳或氩+氢，切割铝合金可氢，切割铝合金可用氩用氩+氢、氮气或二氧化碳。氢、氮气或二氧化碳。水射流等离子弧切割：水射流等离子弧切割：以高速水流射向电弧，使电以高速水流射向电弧，使电弧再次受到强烈压缩，温度弧再次受到强烈压缩，温度随之可升达随之可升达30000 30000。离子。离子气通常用气通常用N N2 2。具有切口质量。具有切口质量高、喷嘴损耗少、可提高切高、喷嘴损耗少、可提高切割速度、双弧倾向小等优点。割速度、双弧倾向小等优点。氧流等离子弧切割：氧流等离子弧切割：氧的燃烧作用，可以增氧的燃烧作用，可以增加切割速度。加切割速度。水幕等离子弧切割水幕等离子弧切割：可将等离子弧

29、：可将等离子弧置于水幕中或直接将工件置于置于水幕中或直接将工件置于5075mm的水下，可获得以下好处：烟雾减少、的水下，可获得以下好处：烟雾减少、喷嘴寿命增加、噪音降低。例如水幕可喷嘴寿命增加、噪音降低。例如水幕可将将115dB的噪音降低至的噪音降低至96dB，水下切割，水下切割可降低至可降低至8552dB。水幕等离子弧切割的压缩程度、切水幕等离子弧切割的压缩程度、切口质量和切割速度提高不显著。口质量和切割速度提高不显著。高精度等离子弧切割高精度等离子弧切割HTPAC：以径向旋转的氧气流加强电以径向旋转的氧气流加强电弧的收缩，有的还以另一路气流弧的收缩，有的还以另一路气流从喷嘴下部向电弧喷射，甚至用从喷嘴下部向电弧喷射，甚至用外加的磁场使电弧进一步收缩，外加的磁场使电弧进一步收缩，使电弧更稳定，可获得以下好处：使电弧更稳定，可获得以下好处：HAZ窄、变形小，切口窄，切割窄、变形小，切口窄，切割精度介于普通精度介于普通PAC与激光切割之与激光切割之间。间。缺点主要在于最大切割厚度限于缺点主要在于最大切割厚度限于6mm以下，切割速度以下，切割速度低于普通低于普通PAC，仅到达激光切割的，仅到达激光切割的6080%。二、任务实施二、任务实施l等离子弧切割施工程序二、任务实施二、任务实施l氧炔焰切割施工程序演讲完毕，谢谢观看！