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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流钢制汽车轮毂焊接工艺设计.精品文档.焊接工艺设计说明书-钢制汽车轮毂焊接工艺设计1.产品情况： 轮毂是车辆承载的重要部件，其质量直接关系到人的生命安全。目前轮毂的主要材料有铝合金、钢材、镁合金以及一些复合材料和钢铝组合材料（如图1）。轮毂由环状轮圈与盘状轮盘即辐板两部分组成，钢制车轮的制造工艺有轮辋辊压技术、轮辐冲压技术以及前沿的辊压整体成形技术。 其制造方法总体上分为焊接法、铸造法和锻造法3种。下面对焊接法进行简单描述，这种方法是将板材卷成圆筒，焊接后，对其进行简单处理或者用模具压制成轮辋，然后将事先铸出的轮辋焊接，从而生产出车轮毂。一般须
2、采用专用生产线，生产效率相当高，虽然生产线的投资十分昂贵，在大批量生产的情况下，其生产成本较低。但由于外观稍差及其他原因，这种方法尚不多用。焊接方法可以采用激光焊、电子束焊、或者同时采用激光焊和等离子焊。由于以上焊接焊缝很窄并且几乎不会影响到临近区域的强度性能，因此，焊接处适宜冷变形加工。为了避免厚度不同引起焊缝处焊接时发生的突变，靠近焊缝区的厚材料与薄材料相接时应有一定的坡度1。同时，在制造一些大尺寸的轮毂时，也会采用焊接法，但也存在技术问题，如焊接的两端如何对齐等 图1 汽车轮毂 (R735-MB)2.焊接设备:（1）产品名称: 二氧化碳保护焊机（2）产品型号： NBC-500 （如图2）
3、（3）产品特点： 采用先进工艺生产制作，性能可靠过载能力强。 适用于各种低碳钢，低合金钢的气体保护焊接。 高效率，可使生产效率比手工电弧焊接高数倍，节电显著，生产成本低。 可专门从事薄板及中厚板的焊接。 焊接热影响区小，变形小，焊缝成形美观。 图2 NBC-500焊机 （4）技术参数：空载电压 额定焊接电流 电流调节范围 额定负载持续率 适用焊丝直径 等（5）焊接方式：手工焊接23.手工CO2气体保护焊接线产品生产的工艺流程：矫正复检选材下料划线复检复检尺寸余量切割成形坡口加工焊前清理二次划线完成焊后检查焊接4.产品的结点结构图5. 制定焊接工艺卡片：表1：焊接工艺卡片一 _ 工厂_ 车间焊接
4、工艺卡工步工步号车间工段工艺过程号自动焊125筒节纵缝埋弧焊车轮轮毂图纸号： NO.C13-3每批数量1 台件设备及工作地： 材 料低碳钢焊接设备NBC-500二氧化碳保护焊机焊接种类手工焊工人工种自动焊工工人数量1工种级别6级工作地工作现场技术要求及说明辅助材料及装备焊件厚度（mm）焊丝直径（mm）焊缝顺序焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（m/h）1.清除坡口两侧内外表面20范围的油污、锈蚀、尘土且应露出金属光泽。2.纵焊缝与息弧板相连一端3050的内焊缝先用手工电弧焊焊接。3.厚板设计成不对称的X形坡口（内浅外深），可减少内壁的工作量。焊剂：HJ431焊接滚轮架焊丝：H10Mn2245
5、正11003840245反800363828305正100011003840185反9001000363820更改号号：编制校对批准签名：表2：焊接工艺卡片二_ 工厂_ 车间焊接工艺卡工步工步号车间工段工艺过程号手工焊125其它对接焊缝车轮轮毂图纸号： NO.C13-4每批数量1台件设备及工作地： 材 料低碳钢焊接设备 NBC-500二氧化碳保护焊机焊接种类手工电弧焊工人工种手工焊工工作地 工作现场工人数量1工种级别6级工序工步号及说明辅助材料及装备焊接层次焊条直径（mm）焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度(mm/min）线能量（KJ/cm）预热与层间温度/1调整待焊焊缝至下部便于水平焊 2
6、对中焊机后，撤布焊剂、设焊剂垫 3调整焊接参数到需要值并启动焊机 4收集未熔化焊剂焊条：J507R焊接滚轮架13.21101302224859519.724.910016524160180242610611624.229.234160180242615616616.919.244160180242613714719.122.110016594160180242616017016.518.510416018024262802909.810.411416018024263003109.19.753.2120140222412013015.518.364160180242610611624.239.
7、274160180242618019014.716.584160180242618019014.716.5124160180242630031014.716.5更改号号：编制校对批准签名：6 焊接质量的控制方法和措施：1预热、层间温度控制和后热管理：焊接过程中预、后热对焊缝缓慢冷却，改善热循环，促使焊缝中扩散氢的充分逸出，防止产生冷裂纹具有重要作用，因此，在压力筒焊接中应加强对预、后热及层间温度控制的管理，具体要求如下：A、焊条电弧焊的预热、后热及层间加热采用电加热，加热部位在施焊部位的另一侧，加热宽度为距焊缝中心两侧各150mm，即加热宽度不少于300mm。焊接时按照JB4709的要求进行预
8、热，不同钢号相焊时，预热温度按预热温度较高的钢号选取；层间温度不低于预热温度，且不宜太高，层间温度不低于预热温度。后热温度为300350，保温0.51小时。B、因焊接速度快，焊缝长，焊前应采用电加热与烤枪结合的方式对焊缝预热，预热温度及层间温度详见焊接工艺卡。C、焊接前及焊后，专职质量检查员应随时用远红外测温仪测量焊缝的预热、层间及后热温度，并将测量结果记录在焊接记录上。2焊接线能量的控制：焊接线能量是影响焊接接头质量的重要因素，过大的线能量会使热影响区加宽，导致焊缝金属和溶合线缺口韧性降低，过低的线能量可能造成高硬度低韧性的热影响区组织，而且可能产生氢致裂纹，现场施焊接线能量宜控制在焊接工艺
9、卡范围内，并应随时监控焊条电弧焊横焊及埋弧自动焊的焊接能量。根据线能量范围，选择正确的电弧电压、电流、焊接速度进行控制，现场应配一名焊接记录员，及时作好焊接线能量等焊接记录。3焊缝内部缺陷修补A通过射线检查确定其位置及性质，然后用超声波探出其存在的深度，采用碳弧气刨与打磨相结合的方式清除缺陷，在清除缺陷后，继续向深度方向磨削3mm，但气刨深度不得超过板厚的2/3，如气刨深度过板厚的2/3仍未发现缺陷时，则应补焊后从另一侧气刨，直至找出缺陷。气刨长度不得小于50，气刨后用砂轮机磨去氧化皮及渗碳层，并经检验合格后，方可补焊。返修焊工由焊接工程师指定，同一部位的返修次数不应超过二次。B补焊前应编制返
10、修工艺，分析缺陷产生的原因，提出返修方案，经焊接责任工程师批准同意后实施，返修工艺至少应包括缺陷产生的原因，避免再次产生缺陷的技术措施，焊接工艺参数的确定，返修焊工的指定，焊材牌号、规格，返修工艺编制人，批准人签字等并及时做好返修记录。3C返修后缺陷部位须经射线探伤重新进行无损检测。补充：X射线检验：X射线衍射法是一种研究晶体结构的分析方法，而不是直接研究试样内含有元素的种类及含量的方法。当X射线照射晶态结构时，将受到晶体点阵排列的不同原子或分子所衍射。X射线照射两个晶面距为d的晶面时，受到晶面的反射，两束反射X光程差2dsin使入射波长的整数倍时,即2dsin=n（n为整数），两束光的相位一
11、致，发生相长干涉，这种干涉现象称为衍射，晶体对X射线的这种折射规则称为布拉格规则。称为衍射角（入射或衍射X射线与晶面间夹角）。n相当于相干波之间的位相差，n1，2时各称0级、1级、2级衍射线。反射级次不清楚时，均以n1求d。晶面间距一般为物质的特有参数，对一个物质若能测定数个d及与其相对应的衍射线的相对强度，则能对物质进行鉴定。7. 焊接质量的控制方法和措施（1）熔池与小孔的监测焊缝质量从根本上是由熔池与小孔决定的，然而在激光深熔焊过程中由于存在强烈等离子体弧光的干扰，对直接观察熔池与小孔的状态造成了极大的障碍。随着近年来机器视觉技术的不断进步，为激光焊接熔池与小孔行为的直接观测提供了可能。（
12、2）装配质量的检测对装配质量实时检测方法可分为两类。一是在激光与材料作用前在线检测焊缝，一般采用机器视觉获取焊缝二维或三维图像，通过图像处理提取焊缝间隙、错变量以及焊缝中心位置等信息，进一步实时调整工艺参数和焊接头相对位置，以对焊接质量进行实时控制；二是在激光与材料相互作用时采集焊接过程中有关信号，通过一定的信号分析手段判断焊接发生时是否存在间隙、错变以及光束与焊缝不对中等引起的质量问题，这种检测方法一般不能用于焊接过程的实时控制。对焊接过程中的紫外信号置于不同角度和路红外信号进行检测与分析，并可通过模糊逻辑实现对光束与焊缝不对中问题的识别。 (3) 气孔缺陷的检测对于焊接深熔过程中的其他缺陷
13、，如气孔，也有少数学者对其在线检测技术进行了研究。通过检测对焊过程的超声波信号，对气孔缺陷的识别技术进行了一定程度的研究通过采集脉冲激光点焊的熔池红外辐射信号，并结合数字模拟，对焊缝热影响区的大小进行非破坏性测量。4 (4) 离焦量的检测对焊接过程中离焦量的在线检测主要有两种方法：一种是利用喷嘴作为传感器检测在喷嘴上的等离子体电荷信号，通过电荷信号随离焦量的变化规律实现离焦量的在线检测与闭环控制，这种方法有效的前提条件是焊接喷嘴与工件的距离唯一决定了离焦量的大小，但大多数情况下这种前提并不成立；另一种方法是通过光电传感器检测焊接过程中的光信号，在不同离焦量下分析光信号的变化特性，从而实现焦点位
14、置的实时检测与控制，在两个位置对焊接过程中的等离子体光辐射信号进行了同步检测，分析发现等离子体光信号随离焦量的变化规律。(5) 焊接过程稳定性的检测焊接过程稳定性的实时检测是最早开始的激光焊接质量监测内容。包括对焊接模式变化、焊接过程的扰动变化检测等，一般仅能简单判断焊接质量的“ 好”与“ 坏”。其基本原理是：给定正常焊接信号的参考值%一般为信号时域幅值，也有利用信号频域特性如功率谱作为参考值，在焊接过程中实时估计检测信号与给定值之间的偏差，当偏差超出一定范围时即认为焊接过程或焊缝质量发生了变化，此时容易出现焊接缺陷!(6) 焊缝表面形貌的检测焊缝表面形貌的检测主要指焊缝堆高和下凹的检测。焊缝
15、都不同程度的存在一定尺寸的堆高或下凹。堆高易造成咬边，焊件在服役过程中该处容易形成应力集中而失效；而下凹除了容易形成应力集中外，还会导致强度下降。因此，投入使用的激光焊件的焊缝堆高和下凹程度都必须在一定范围内。5(7) 焊缝熔深的检测焊缝熔深是激光深熔焊的重要质量指标，对它实时检测的研究可分为两类。一类是针对穿透激光深熔焊进行的，通过检测焊接过程的各种信号实现熔透状态的检测与识别，这方面的大多数研究仅能够对未熔透和完全熔透两种熔透状态进行识别或是对熔深的稳定性进行实时监测，也有少数学者对熔透状态作了进一步的细化分类并对其实时监测技术进行了研究。5参考文献1 焊接与连接工程学导论，何德孚，上海交通大学出版社，19982 中国机械工程学会焊接学会编，焊接手册（1-3卷），机械工业出版社，20013 王家麟 主编，球形储罐焊接工程技术，机械工业出版社，2000 4 沈功田，李邦宪，王勇. 声发射技术在压力容器检测方面的应用进展A. 5 王勇，李邦宪等. 氢气的现场检验及声发射源处理A. 见：戴光，李伟，张颖等中国第十届声发射学术研讨会论文集，中国大庆，2004：133-137