汽车零件加工工艺

第 七 章 汽 车 零 件 加 工 工 艺 www.xunchi- 本 章 导 读 铸 造 、 锻 压 与 焊 接 是 机 械 制 造 生 产 中 金 属 材 料 热 加 工 成形 的 三 种 基 本 方 法 ， 主 要 用 于 毛 坯 生 产 ， 供 切 削 加 工 使用 ， 有 时 也 提 供 少 量 的 零 件 成 品 。 本 章 要 点 1.常 用 的 铸 造 合 金 的 性 能 特 点 ， 砂 型 铸 造 的 工 艺 过 程 及特 点 ， 特 种 铸 造 的 工 艺 过 程 及 适 用 范 围 。 2.锻 造 材 料 的 特 性 ， 自 由 锻 的 种 类 ， 模 锻 的 种 类 及 应 用 。 3.焊 接 的 工 作 原 理 、 种 类 、 工 具 及 其 适 用 范 围 ， 气 割 材料 的 特 点 。 7.1 铸 造 铸 造 是 指 将 液 体 金 属 浇 注 到 具 有 与 零 件 形 状 相 应 的 铸 型型 腔 内 ， 待 其 冷 却 凝 固 后 获 得 铸 件 的 方 法 ， 其 实 质 是 利用 熔 融 金 属 的 流 动 性 能 实 现 材 料 成 形 。 一 般 情 况 下 ， 铸件 通 常 是 毛 坯 ， 需 经 过 切 削 加 工 才 能 成 为 零 件 ， 但 对 要求 不 高 或 精 密 铸 造 方 法 生 产 出 来 的 铸 件 ， 也 可 以 不 经 切削 加 工 而 直 接 使 用 。 7.1.1 铸 造 合 金 的 性 能 特 点 常 用 的 铸 造 合 金 有 铸 铁 、 碳 钢 、 铜 合 金 和 铝 合 金 等 。 其铸 造 性 能 主 要 指 流 动 性 、 收 缩 性 、 偏 析 等 ， 它 们 对 获 得合 格 铸 件 是 非 常 重 要 的 。 1. 金 属 或 合 金 的 流 动 性 金 属 或 合 金 的 流 动 性 是 指 液 态 金 属 或 合 金 自 身 的 流 动 能力 。 2 流 动 性 的 影 响 因 素 影 响 流 动 性 的 因 素 很 多 ， 主 要 有 合 金 的 成 分 ， 浇 注 温 度和 铸 造 工 艺 。 （ 1） 合 金 的 成 分 不 同 成 分 的 铸 造 合 金 凝 固 时 具 有 不 同 的 结 晶 特 点 ， 流 动性 不 同 。 共 晶 成 分 的 合 金 是 在 恒 温 下 结 晶 的 ， 且 结 晶 温度 低 ， 流 动 性 好 。 其 他 成 分 的 合 金 ， 结 晶 是 在 一 个 温 度范 围 内 完 成 的 ， 也 就 是 说 有 一 个 液 相 与 固 相 共 存 区 。 先结 晶 的 固 体 ， 必 然 会 影 响 液 态 金 属 的 流 动 性 。 结 晶 温 度间 隔 越 宽 ， 其 流 动 性 越 差 。 （ 2） 浇 注 温 度 浇 注 温 度 越 高 ， 可 使 液 态 金 属 粘 度 下 降 ， 流 动 能 力 增 强 ；另 一 方 面 也 增 加 了 液 态 金 属 的 过 热 度 ， 使 得 金 属 以 液 态存 在 的 时 间 加 长 ， 从 而 大 大 提 高 金 属 液 体 的 充 型 能 力 。 （ 3） 铸 型 工 艺 及 铸 件 结 构 液 态 合 金 在 砂 型 中 流 动 性 大 于 金 属 型 ， 砂 型 中 干型 流 动 性 大 于 湿 型 ， 此 外 提 高 直 浇 口 高 度 ， 增 设出 气 冒 口 等 都 可 增 加 合 金 流 动 性 。 3. 铸 件 的 凝 固 与 收 缩 随 着 温 度 的 降 低 ， 浇 入 铸 型 的 金 属 液 将 发 生 凝固 ， 并 伴 随 着 收 缩 过 程 。 铸 造 金 属 或 合 金 从 浇 注到 冷 却 至 室 温 要 经 历 三 个 收 缩 阶 段 ， 即 液 态 收 缩 、凝 固 收 缩 和 固 态 收 缩 。 影 响 收 缩 的 主 要 因 素 有 (1)化 学 成 分 (2)浇 注 温 度 (3)铸 型 工 艺 (4)铸 件 结 构 4.常 用 铸 造 合 金 灰 铸 铁 ; 碳 素 铸 钢 ; 有 色 金 属 7.1.2 砂 型 铸 造 砂 型 铸 造 就 是 将 熔 化 的 金 属 浇 入 到 砂 型 型 腔 中 ， 经 冷 却 、凝 固 后 ， 获 得 铸 件 的 方 法 。 1.砂 型 的 种 类 (1)湿 型 ： 向 石 英 砂 中 加 入 适 量 的 粘 土 和 水 分 ， 混 制 而成 的 型 砂 称 为 湿 型 砂 。 (2)干 型 ： 经 过 烘 干 的 砂 型 称 为 干 型 。 (3)表 面 干 型 ： 铸 型 表 面 仅 有 一 层 很 薄 的 型 砂 被 干 燥 (干燥 层 一 般 为 15 20mm)， 铸 型 其 余 部 分 仍 然 是 湿 的 ，故 称 表 面 干 型 。 (4)化 学 硬 化 砂 型 (自 硬 砂 型 )： 铸 型 靠 型 砂 自 身 的 化 学 反应 而 硬 化 ， 一 般 不 需 烘 干 ， 或 只 经 低 温 烘 烤 。 2.砂 型 铸 造 的 工 艺 流 程 砂 型 铸 造 的 生 产 工 序 主 要 包 括 ： 制 模 、 配 砂 、 造 型 、 造芯 、 合 型 、 熔 炼 、 浇 注 、 落 砂 、 清 理 和 检 验 ， 如 图 7-1所 示 为 套 筒 铸 件 的 生 产 过 程 。 （ 1） 造 型 (芯 )。 制 造 砂 型 的 工 艺 过 程 叫 做 造 型 ； 制 造 砂芯 的 工 艺 过 程 叫 做 制 芯 ， 也 叫 造 芯 。 造 型 和 造 芯 是 铸 造生 产 中 最 重 要 的 工 艺 过 程 之 一 。 造 型 (芯 )方 法 按 机 械 化程 度 可 分 为 手 工 造 型 (芯 )和 机 器 造 型 (芯 )两 大 类 。 手 工 造 型 （ 芯 ） 是 指 用 手 工 完 成 紧 砂 、 起 模 、 修 整及 合 箱 等 主 要 操 作 的 造 型 (芯 )过 程 。 手 工 造 型 (芯 )是 一种 最 基 本 的 造 型 方 法 ， 造 型 工 艺 适 应 范 围 广 泛 ， 质 量 一般 能 够 满 足 工 艺 要 求 ， 适 合 单 件 、 小 批 量 生 产 。 但 手 工造 型 (芯 )劳 动 强 度 大 ， 生 产 率 低 ， 铸 件 质 量 不 易 稳 定 。手 工 造 型 方 法 很 多 ， 如 模 样 造 型 、 刮 板 造 型 、 地 坑 造 型（ 如 图 7-3所 示 ） 等 ， 各 种 造 型 方 法 有 不 同 的 特 点 和 应用 范 围 。 砂 型 和 砂 芯 是 多 孔 性 物 体 ， 对 其 烘 干 即 水 分 的 去 除 大 致可 分 为 两 步 进 行 ： 表 面 水 分 的 蒸 发 和 内 部 水 分 的 迁 移(扩 散 )。 烘 干 方 法 有 表 面 烘 干 和 整 体 烘 干 两 种 。（ 4） 合 箱 。 合 箱 就 是 把 砂 型 和 砂 芯 按 要 求 组 合 在 一 起 成为 铸 型 的 过 程 ， 习 惯 上 也 称 拼 箱 、 配 箱 或 扣 箱 。（ 5） 浇 注 。 浇 注 前 应 做 好 浇 注 准 备 工 作 。（ 6） 铸 件 的 落 砂 与 清 理 。 浇 注 完 毕 ， 铸 件 凝 固 以 后 ， 还必 须 进 行 落 砂 、 清 理 、 表 面 处 理 等 工 作 ， 才 能 得 到 合 格的 铸 件 。（ 7） 铸 件 表 面 处 理 。 3.铸 件 质 量 检 验 与 缺 陷 修 补 铸 件 质 量 包 括 铸 件 内 在 质 量 、 外 在 质 量 、 使 用 质 量 等几 个 方 面 。 铸 件 质 量 的 具 体 要 求 ， 一 般 在 零 件 图 和 有 关技 术 文 件 中 都 有 明 确 规 定 。 7.1.3 常 用 特 种 铸 造 为 提 高 铸 件 质 量 与 劳 动 生 产 率 ， 改 善 合 金 性 能 和 劳 动 条件 ， 降 低 生 产 总 成 本 ， 往 往 采 用 特 种 铸 造 。 常 用 的 特 种铸 造 方 法 有 金 属 型 铸 造 、 熔 模 铸 造 、 压 力 铸 造 和 离 心 铸造 等 。 一 金 属 型 铸 造 将 液 态 金 属 浇 入 金 属 铸 型 中 以 获 得 铸 件 的 方 法 ， 称 为 金属 型 铸 造 。 二 .熔 模 铸 造 用 易 熔 材 料 制 成 模 型 ， 然 后 在 模 型 外 面 涂 上 涂 料 和 石 英砂 以 形 成 外 壳 ， 在 外 壳 硬 结 后 熔 去 模 型 ， 经 焙 烧 后 获 得无 分 型 面 的 铸 型 硬 壳 ， 浇 入 液 态 金 属 ， 待 其 冷 凝 后 ， 毁去 外 壳 即 获 得 铸 件 ， 如 图 7-4所 示 。 三 压 力 铸 造 四 离 心 铸 造图7-6 离心铸造工艺流程 7.1.4 铸 造 在 汽 车 制 造 中 的 应 用 在 汽 车 制 造 过 程 中 ， 采 用 铸 铁 制 成 毛 坯 的 零 件 很 多 ， 约占 全 车 重 量 10 左 右 ， 如 气 缸 体 、 变 速 器 箱 体 、 转 向 器壳 体 、 后 桥 壳 体 、 制 动 鼓 、 各 种 支 架 等 。 制 造 铸 铁 件 通常 采 用 砂 型 。 砂 型 的 原 料 以 砂 子 为 主 ， 并 与 粘 结 剂 、 水等 混 合 而 成 。 砂 型 材 料 必 须 具 有 一 定 的 粘 合 强 度 ， 以 便被 塑 成 所 需 的 形 状 并 能 抵 御 高 温 铁 水 的 冲 刷 而 不 会 崩 塌 。为 了 在 砂 型 内 塑 成 与 铸 件 形 状 相 符 的 空 腔 ， 必 须 先 用 木材 制 成 模 型 ， 称 为 木 模 。 炽 热 的 铁 水 冷 却 后 体 积 会 缩 小 ，因 此 ， 木 模 的 尺 寸 需 要 在 铸 件 原 尺 寸 的 基 础 上 按 收 缩 率加 大 ， 需 要 切 削 加 工 的 表 面 相 应 加 厚 。 空 心 的 铸 件 需 要制 成 砂 芯 子 和 相 应 的 芯 子 木 模 (芯 盒 )。 有 了 木 模 ， 就 可以 翻 制 空 腔 砂 型 (铸 造 也 称 为 “ 翻 砂 ” )。 在 制 造 砂 型 时 ，要 考 虑 上 下 砂 箱 怎 样 分 开 才 能 把 木 模 取 出 ， 还 要 考 虑 铁水 从 什 么 地 方 流 入 ， 怎 样 灌 满 空 腔 以 便 得 到 优 质 的 铸 件 。砂 型 制 成 后 ， 就 可 以 浇 注 ， 也 就 是 将 铁 水 灌 入 砂 型 的 空腔 中 。 浇 注 时 ， 铁 水 温 度 在 12501350 ， 熔 炼 时 温度 更 高 。 7.2 锻 压 锻 压 是 对 毛 坯 施 加 压 力 ， 使 其 产 生 塑 性 变 形 ， 改 变 其 尺寸 ， 形 状 并 改 善 其 性 能 ， 用 以 制 造 机 械 零 件 或 毛 坯 的 成形 加 工 方 法 ， 是 锻 造 和 冲 压 的 总 称 。 7.2.1 锻 造 材 料 的 性 能 特 点 塑 性 好 ， 变 形 抗 力 小 ， 金 属 的 锻 造 性 能 就 好 ， 反 之 则 差 。因 此 ， 常 用 塑 性 和 变 形 抗 力 来 综 合 衡 量 金 属 的 锻 造 性 能 。影 响 金 属 锻 造 性 能 的 主 要 因 素 是 金 属 的 性 质 和 加 工 条 件 。 7.2.2 自 由 锻 造 自 由 锻 的 基 本 工 序 是 使 金 属 坯 料 产 生 一 定 程 度 的 塑 性 变形 ， 以 达 到 所 需 形 状 和 尺 寸 的 工 艺 过 程 ， 如 冲 孔 (如 图7-7、 7-8所 示 )、 墩 粗 （ 如 图 7-9所 示 ） 、 错 移 （ 如 图 7-11所 示 ） 、 弯 曲 （ 如 图 7-10所 示 ） 、 切 割 、 扭 转 和 拔 长（ 如 图 7-12所 示 ） 等 。 辅 助 工 序 是 为 基 本 工 序 操 作 方 便而 进 行 的 预 先 变 形 工 序 ， 如 压 钳 口 、 压 钢 锭 棱 边 、 切 肩等 。 精 整 工 序 是 用 以 减 少 锻 件 表 面 缺 陷 而 进 行 的 工 序 ，如 清 除 锻 件 表 面 凸 凹 不 平 及 整 形 等 ， 一 般 在 终 锻 温 度 以下 进 行 。 自 由 锻 的 缺 点 是 ： 金 属 的 消 耗 较 大 ， 同 时 需 要 留 较 大 的加 工 余 量 ， 增 加 了 机 械 加 工 的 工 时 ， 不 利 于 降 低 零 件 成本 ； 其 次 ， 生 产 效 率 低 ， 工 人 劳 动 强 度 大 。 因 此 ， 自 由锻 主 要 应 用 于 单 件 和 小 批 量 生 产 ， 图 7-13为 自 由 锻 常 用的 空 气 锤 。 与 自 由 锻 比 较 ， 模 锻 有 如 下 优 点 ：（ 1） 生 产 率 较 高 。 自 由 锻 时 ， 金 属 的 变 形 是 在 上 、 下 两个 抵 铁 间 进 行 的 ， 难 以 控 制 。 模 锻 时 ， 金 属 的 变 形 是 在模 膛 内 进 行 的 ， 故 能 较 快 获 得 所 需 形 状 。（ 2） 模 锻 件 尺 寸 精 确 ， 加 工 余 量 小 。 （ 3） 模 锻 可 以 锻 造 出 形 状 比 较 复 杂 的 锻 件 。 若 用 自 由 锻来 生 产 ， 则 必 须 加 大 敷 料 来 简 化 形 状 。（ 4） 模 锻 生 产 比 自 由 锻 生 产 节 省 金 属 材 料 ， 减 少 切 削 加工 工 作 量 。 在 批 量 足 够 的 条 件 下 能 降 低 零 件 成 本 。 模 锻 按 使 用 的 设 备 不 同 分 为 ： 锤 上 模 锻 、 胎 模 锻 、 压 力机 上 模 锻 等 。 7.2.4 板 料 冲 压 一 冲 压 基 本 工 序 冲 压 生 产 有 很 多 种 工 序 ， 其 基 本 工 序 有 分 离 工 序 和 变 形工 序 两 大 类 。 （ 一 ） 分 离 工 序 1 剪 切 剪 切 是 指 以 两 个 相 互 平 行 或 交 叉 的 刀 片 对 金 属 材 料 进 行切 断 的 工 序 。 主 要 用 于 下 料 , 将 板 料 切 成 冲 压 所 需 的具 有 一 定 宽 度 的 条 料 。 如 图 7-16所 示 。 2 落 料 及 冲 孔 落 料 和 冲 孔 的 工 艺 过 程 完 全 相 同 , 当 坯 料 被 冲 下 的 部 分为 成 品 时 , 该 工 艺 过 程 称 为 落 料 ； 当 坯 料 的 周 边 为 成 品时 , 该 工 艺 过 程 称 为 冲 孔 。 落 料 与 冲 孔 总 称 为 冲 裁 。 如图 7-17所 示 。 2. 拉 深 拉 深 是 指 变 形 区 在 一 拉 一 压 的 应 力 状 态 作 用 下 ,使 板 料（ 浅 的 空 心 坯 ） 或 形 为 空 心 件 （ 深 的 空 心 件 ） 而 厚 度 基本 不 变 的 加 工 方 法 。 如 图 7-20所 示 。 在 生 产 实 际 中 , 绝 大 多 数 冲 压 件 要 经 过 好 几 道 工 序 才 能生 产 出 来 。 图 7-23是 挡 油 盘 环 的 冲 压 生 产 过 程 。 图 中 第一 道 工 序 是 落 料 和 拉 深 ； 第 二 道 工 序 是 冲 出 27mm 的 孔 和 三 个 4mm 的 孔 ； 第 三 道 工 序 是 孔 翻 边 ； 第四 道 工 序 是 孔 扩 张 胀 形 工 序 。 三 冲 压 生 产 设 备7.2.5 锻造在汽车制造中的应用 冷 冲 压 或 板 料 冲 压 是 使 金 属 板 料 在 冲 模 中 承 受 压 力 而 被切 离 或 成 形 的 加 工 方 法 。 采 用 冷 冲 压 加 工 的 汽 车 零 件 有 ：发 动 机 油 底 壳 ， 制 动 器 底 板 ， 汽 车 车 架 以 及 大 多 数 车 身零 件 。 这 些 零 件 一 般 都 经 过 落 料 、 冲 孔 、 拉 深 、 弯 曲 、翻 边 、 修 整 等 工 序 而 成 形 。 为 了 制 造 冷 冲 压 零 件 ， 必 须制 备 冲 模 。 冲 模 通 常 分 为 2块 ， 其 中 一 块 安 装 在 压 床 上方 并 可 上 下 滑 动 ， 另 一 块 安 装 在 压 床 下 方 并 固 定 不 动 。生 产 时 ， 坯 料 放 在 2块 冲 模 之 间 ， 当 上 下 模 合 拢 时 ， 冲压 工 序 就 完 成 了 。 冲 压 加 工 的 生 产 率 很 高 ， 并 可 制 造 形状 复 杂 而 且 精 度 较 高 的 零 件 . 7.3 焊 接 焊 接 是 通 过 加 热 或 加 压 ， 或 者 两 者 并 用 ， 使 两 个 分 离 的金 属 达 到 原 子 结 合 ， 联 接 成 一 个 整 体 的 加 工 方 法 ， 焊 接是 不 可 拆 联 接 ， 它 不 仅 可 以 联 接 各 种 同 类 的 金 属 ， 也 可以 联 接 各 种 不 同 类 金 属 。 焊 接 的 方 法 很 多 ， 按 焊 接 的 结 合 特 点 可 分 为 熔 焊 ， 压 焊和 钎 焊 三 大 类 。 7.3.1 电 弧 焊 焊 条 电 弧 焊 是 工 业 生 产 中 应 用 最 广 泛 的 焊 接 方 法 ， 它的 原 理 是 利 用 电 弧 放 电 （ 俗 称 电 弧 燃 烧 ） 所 产 生 的 热量 将 焊 条 与 工 件 互 相 熔 化 并 在 冷 凝 后 形 成 焊 缝 ， 从 而获 得 牢 固 接 头 的 焊 接 过 程 ， 如 图 7-26所 示 （ 一 ） 焊 条 3 分 类 及 牌 号 按 用 途 的 不 同 ， 电 焊 条 有 结 构 钢 焊 条 、 不 锈 钢 焊 条 、 铸铁 焊 条 等 ， 其 中 结 构 钢 焊 条 应 用 最 广 。 我 国 生 产 的 结 构钢 焊 条 主 要 用 于 焊 接 低 碳 钢 和 低 合 金 结 构 钢 ， 其 牌 号 是汉 字 拼 音 字 首 加 上 三 位 数 字 表 示 的 。 （ 二 ） 电 弧 焊 与 用 具 1 电 弧 焊 机 （ 1） 交 流 手 弧 焊 机 ， 如 图 7-28所 示 ， 所 输 出 的 焊 接 电流 是 交 流 电 ， 实 际 上 是 一 种 特 殊 的 降 压 变 压 器 。 交 流 手弧 焊 机 具 有 结 构 简 单 、 价 格 低 廉 、 使 用 可 靠 和 维 修 方 便等 特 点 ， 但 电 弧 稳 定 性 不 如 直 流 手 弧 焊 机 。 （ 2） 直 流 手 弧 焊 机 ， 如 图 7-29所 示 ， 直 流 手 弧 焊 机 有旋 转 式 和 整 流 式 两 种 ， 特 别 适 用 于 焊 接 薄 钢 板 、 合 金 钢 、铜 合 金 、 铝 合 金 及 其 他 重 要 焊 件 。 2 电 焊 用 具 手 工 电 弧 焊 必 备 的 焊 接 用 具 有 焊 接 电 缆 、 焊 钳 、 面 罩 ，以 及 钢 丝 刷 、 尖 头 手 锤 和 扁 錾 子 等 。 焊 钳 和 面 罩 如 图 7-30所 示 。 （ 三 ） 焊 缝 空 间 位 置 按 焊 缝 在 空 间 位 置 的 不 同 ， 可 分 为 平 焊 、 立 焊 、 横 焊和 仰 焊 四 种 ， 如 图 7-312所 示 。 a. 在 焊 接 前 清 理 焊 接 表 面 ， 以 免 影 响 电 弧 引 燃 和 焊 缝 的质 量 。 b. 准 备 好 接 头 形 式 （ 图 7-32所 示 的 坡 口 型 式 ） 。 坡 口的 作 用 是 使 焊 条 、 焊 丝 或 焊 炬 （ 气 焊 时 喷 射 乙 炔 -氧 气火 焰 的 喷 嘴 ） 能 直 接 伸 入 坡 口 底 部 以 保 证 焊 透 ， 并 有 利于 脱 渣 和 便 于 焊 条 在 坡 口 内 作 必 要 的 摆 动 ， 以 获 得 良 好的 熔 合 。 坡 口 的 形 状 和 尺 寸 主 要 取 决 于 被 焊 材 料 及 其 规格 （ 主 要 是 厚 度 ） 以 及 采 取 的 焊 接 方 法 、 焊 缝 形 式 等 。 （ 五 ） 焊 接 参 数 为 了 保 证 焊 接 质 量 和 提 高 生 产 率 ， 必 须 正 确 选 择 焊 接 参数 。 焊 条 电 弧 焊 的 焊 接 参 数 包 括 焊 条 直 径 、 焊 接 电 流 及焊 接 速 度 等 。 焊 条 直 径 主 要 根 据 焊 件 厚 度 来 选 择 。 焊 接 厚 板 时 应 选 较粗 的 焊 条 。 平 焊 低 碳 钢 时 ， 焊 条 直 径 可 按 表 7-1选 取 。 表 7-1 焊 条 直 径 的 选 择 点 焊 是 将 焊 件 装 配 成 搭 接 接 头 ， 并 压 紧 在 两 柱 状 电 极 之间 ， 利 用 电 阻 热 熔 化 母 材 金 属 ， 形 成 焊 点 的 电 阻 焊 方 法 。点 焊 主 要 用 于 薄 板 焊 接 。 点 焊 通 常 分 为 双 面 点 焊 （ 如 图7-33所 示 ） 和 单 面 点 焊 两 大 类 。 点 焊 的 工 艺 过 程 ： 1） 预 压 ， 保 证 工 件 接 触 良 好 。 2） 通 电 ， 使 焊 接 处 形 成 熔 核 及 塑 性 环 。 3） 断 电 锻 压 ， 使 熔 核 在 压 力 继 续 作 用 下 冷 却 结 晶 ， 形成 组 织 致 密 、 无 缩 孔 、 裂 纹 的 焊 点 。 2 常 用 金 属 的 点 焊 1） 焊 前 的 工 件 清 理 2） 镀 锌 钢 板 的 点 焊 镀 锌 钢 板 大 致 分 为 电 镀 锌 钢 板 和 热 浸 镀 锌 钢 板 ， 前 者 的镀 层 比 后 者 薄 。 3） 低 碳 钢 的 点 焊 4） 淬 火 钢 的 点 焊 5） 镀 铝 钢 板 的 点 焊 6） 不 锈 钢 的 点 焊 7） 铝 合 金 的 点 焊 8） 铜 和 铜 合 金 的 点 焊 二 缝 焊 缝 焊 的 过 程 与 点 焊 相 似 ， 只 是 以 旋 转 的 圆 盘 状 滚 轮 电 极代 替 柱 状 电 极 ， 将 焊 件 装 配 成 搭 接 或 对 接 接 头 ， 并 置 于两 滚 轮 电 极 之 间 ， 滚 轮 加 压 焊 件 并 转 动 ， 连 续 或 断 续 送电 ， 形 成 一 条 连 续 焊 缝 的 电 阻 焊 方 法 。 缝 焊 主 要 用 于 焊接 焊 缝 较 为 规 则 、 要 求 密 封 的 结 构 ， 板 厚 一 般 在 3mm以 下 。 三 对 焊 对 焊 （ 对 接 电 阻 焊 的 简 称 ） 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 。 （ 1） 应 用 范 围 ： 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 。 （ 2） 分 类 ： 电 阻 对 焊 ； 闪 光 对 焊 四 电 阻 焊 的 特 点 电 阻 焊 的 优 点 ： 1） 熔 核 形 成 时 ， 始 终 被 塑 性 环 包 围 ， 熔 化 金 属 与 空 气 隔 绝 ， 冶金 过 程 简 单 。 2） 加 热 时 间 短 ， 热 量 集 中 ， 故 热 影 响 区 小 ， 变 形 与 应 力 也 小 ，通 常 在 焊 后 不 必 安 排 校 正 和 热 处 理 工 序 。 3） 不 需 要 焊 丝 、 焊 条 等 填 充 金 属 ， 以 及 氧 、 乙 炔 、 氢 等 焊 接 材料 ， 焊 接 成 本 低 。 4) 操 作 简 单 ， 易 于 实 现 机 械 化 和 自 动 化 ， 改 善 了 劳 动 条 件 。 5) 生 产 率 高 ， 且 无 噪 声 及 有 害 气 体 ， 在 大 批 量 生 产 中 ， 可 以 和其 他 制 造 工 序 一 起 编 到 组 装 线 上 。 但 闪 光 对 焊 因 有 火 花 喷 溅 ， 需要 隔 离 。 电 阻 焊 的 缺 点 ： 1) 目 前 还 缺 乏 可 靠 的 无 损 检 测 方 法 ， 焊 接 质 量 只 能 靠 工 艺 试 样和 工 件 的 破 坏 性 试 验 来 检 查 ， 以 及 靠 各 种 监 控 技 术 来 保 证 。 2） 点 、 缝 焊 的 搭 接 接 头 不 仅 增 加 了 构 件 的 重 量 ， 且 因在 两 板 焊 接 熔 核 周 围 形 成 夹 角 ， 致 使 接 头 的 抗 拉 强 度 和疲 劳 强 度 均 较 低 。 3） 设 备 功 率 大 ， 机 械 化 、 自 动 化 程 度 较 高 ， 使 设 备 成本 较 高 、 维 修 较 困 难 ， 并 且 常 用 的 大 功 率 单 相 交 流 焊 机不 利 于 电 网 的 平 衡 运 行 。 7.3.3 气 体 保 护 焊 （ 二 氧 化 碳 保 护 焊 、 氩 弧 焊 ） 气 体 保 护 焊 是 利 用 具 有 一 定 性 质 的 气 流 排 除 电 弧 周 围 的空 气 ， 从 而 达 到 保 护 金 属 熔 池 的 电 弧 焊 方 法 。 常 用 的 保护 气 体 有 CO2和 Ar气 ， 分 别 成 为 二 氧 化 碳 保 护 焊 和 氩弧 焊 。 氩 弧 焊 又 分 为 非 熔 化 极 （ 钨 极 ） 氩 弧 焊 和 熔 化 极氩 弧 焊 两 种 。 氩 气 是 一 种 惰 性 气 体 ， 它 既 不 与 金 属 发 生 化 学 反 应 ， 又 不 溶 解 于 金 属 ， 因 此 能 有 效 地 保 证 焊 接 质 量 ， 氩 弧 焊 适合 于 不 锈 钢 和 有 色 金 属 材 料 的 焊 接 。 二 氧 化 碳 气 体 保 护 焊 的 优 点 ： 1） 焊 接 成 本 低 。 其 成 本 只 有 埋 弧 焊 、 焊 条 电 弧 焊 的40 50%。 2） 生 产 效 率 高 。 其 生 产 率 是 焊 条 电 弧 焊 的 1 4倍 。 3） 操 作 简 便 。 明 弧 ， 对 工 件 厚 度 不 限 ， 可 进 行 全 位 置焊 接 而 且 可 以 向 下 焊 接 。 4） 焊 缝 抗 裂 性 能 高 。 焊 缝 低 氢 且 含 氮 量 也 较 少 。 5） 焊 后 变 形 较 小 。 角 变 形 为 千 分 之 五 ， 不 平 度 只 有 千分 之 三 。 6） 焊 接 飞 溅 小 。 当 采 用 超 低 碳 合 金 焊 丝 或 药 芯 焊 丝 ，或 在 CO2中 加 入 Ar， 都 可 以 降 低 焊 接 飞 溅 。 2. 氩 弧 焊 7.3.4 气 割 7.3.5 常 用 金 属 材 料 焊 接 1.碳 钢 的 焊 接 1） 低 碳 钢 的 焊 接 2） 中 碳 钢 和 高 碳 钢 的 焊 接 2.低 合 金 钢 的 焊 接 1） 焊 接 方 法 低 合 金 钢 的 焊 接 可 采 用 手 工 电 弧 焊 、 埋 弧 自 动 焊 和 电 渣焊 等 焊 接 方 法 。 近 年 来 二 氧 化 碳 气 体 保 护 焊 、 窄 间 隙 气体 保 护 焊 也 有 较 广 泛 的 应 用 2） 坡 口 加 工 和 焊 前 装 配 3） 焊 接 材 料 的 选 择 所 选 择 的 焊 条 强 度 应 与 母 材 的 强 度 相 当 或 略 低 些 为 宜 。 4） 低 合 金 钢 焊 接 时 的 预 热 和 热 处 理 3.铝 及 铝 合 金 的 焊 接 铝 及 铝 合 金 具 有 很 多 优 点 ， 特 别 是 铝 的 资 源 丰 富 ， 比 较便 宜 ， 因 此 目 前 已 被 广 泛 应 用 于 各 工 业 部 门 。 在 汽 车 工业 中 ， 铝 及 其 合 金 应 用 是 非 常 多 的 。 7.3.6 焊 接 在 汽 车 生 产 中 的 应 用 焊 接 作 为 现 代 机 械 制 造 业 中 一 种 必 要 的 工 艺 方 法 ，在 汽 车 制 造 中 有 广 泛 的 应 用 。 汽 车 的 发 动 机 、 变 速 箱 、车 桥 、 车 架 、 车 身 、 车 厢 六 大 总 成 都 离 不 开 焊 接 技 术 的应 用 。 在 汽 车 零 部 件 的 制 造 中 ， 点 焊 、 凸 焊 、 缝 焊 、 焊条 电 弧 焊 、 二 氧 化 碳 气 体 保 护 焊 、 氩 弧 焊 、 气 焊 、 钎 焊 、摩 擦 焊 、 电 子 束 焊 和 激 光 焊 等 各 种 焊 接 方 法 中 ， 由 于 点焊 、 气 体 保 护 焊 、 钎 焊 具 有 生 产 量 大 ， 自 动 化 程 度 高 ，高 速 、 低 耗 、 焊 接 变 形 小 、 易 操 作 等 的 特 点 ， 所 以 对 汽车 车 身 薄 板 覆 盖 零 部 件 特 别 适 合 。 因 此 ， 在 汽 车 生 产 中应 用 最 多 。 在 投 资 费 用 中 点 焊 约 占 75%， 其 他 焊 接 方 法只 占 25%。 本 章 小 结 1 砂 型 铸 造 是 使 用 最 广 泛 的 铸 造 方 法 。 砂 型 铸 造 的 工艺 流 程 、 使 用 条 件 和 适 用 范 围 。 其 他 铸 造 方 法 的 特 点 及应 用 。 2 锻 造 金 属 材 料 的 性 能 特 点 。 自 由 锻 的 工 序 及 特 点 ，模 锻 的 基 本 工 序 及 特 点 。 3 焊 条 的 结 构 ， 电 弧 焊 的 操 作 流 程 ， 点 焊 的 工 艺 流 程及 应 用 ， 气 焊 的 工 艺 流 程 与 应 用 ， 气 割 材 料 具 备 的 特 点 。 习 题 7 一 、 填 空 题 1 （ ） 、 （ ） 与 （ ） 是 机 械 制 造 生 产 中 金 属 材料 热 加 工 成 形 的 三 种 基 本 方 法 ， 主 要 用 于 毛 坯 生 产 ， 供切 削 加 工 使 用 ， 有 时 也 提 供 少 量 的 零 件 成 品 。 2 常 用 的 铸 造 合 金 有 （ ） 、 （ ） 、 铜 合 金 和 铝 合金 等 。 3 影 响 流 动 性 的 因 素 很 多 ， 主 要 有 （ ） ， （ ） 和（ ） 。 4 铸 造 金 属 或 合 金 从 浇 注 到 冷 却 至 室 温 要 经 历 三 个 收缩 阶 段 ， 即 （ ） 、 （ ） 和 （ ） 。 5 常 用 的 特 种 铸 造 方 法 有 金 属 型 铸 造 、 （ ） 、 压 力铸 造 和 （ ） 等 。 6 焊 接 的 方 法 很 多 ， 按 焊 接 的 结 合 特 点 可 分 为 （ ） ，压 焊 和 钎 焊 三 大 类 。 7 按 焊 缝 在 空 间 位 置 的 不 同 ， 可 分 为 平 焊 、 （ ） 、横 焊 和 （ ） 四 种 。 8 气 体 保 护 焊 是 利 用 具 有 一 定 性 质 的 气 流 排 除 电 弧 周围 的 空 气 ， 从 而 达 到 保 护 金 属 熔 池 的 电 弧 焊 方 法 。 常 用的 保 护 气 体 有 （ ） 和 （ ） 气 ， 分 别 成 为 （ ） 保 护焊 和 （ ） 焊 。 二 、 判 断 题 1 流 动 性 良 好 的 金 属 或 合 金 能 铸 造 出 薄 而 复 杂 的 铸 件 ， 利 于 铸件 的 收 缩 以 及 气 体 和 非 金 属 夹 杂 物 的 上 浮 和 逸 出 。 （ ） 2 碳 素 铸 钢 含 碳 量 接 近 共 晶 成 分 ， 结 晶 温 度 间 隔 小 ， 熔 点 低 ，结 晶 时 有 石 墨 析 出 ， 体 积 膨 胀 ， 可 抵 消 部 分 铸 件 的 收 缩 ， 故 总 的收 缩 小 ， 流 动 性 好 。 （ ） 3 模 锻 是 利 用 冲 击 力 或 压 力 使 金 属 在 上 下 两 个 抵 铁 之 间 产 生 塑性 变 形 ， 从 而 得 到 所 需 锻 件 的 锻 造 方 法 。 （ ） 4 压 焊 是 在 焊 接 时 ， 不 论 焊 件 加 热 与 否 ， 都 需 要 施 加 一 定 的 压力 ， 使 两 结 合 面 紧 密 接 触 并 产 生 一 定 的 塑 性 变 形 ， 从 而 将 两 焊 件焊 合 在 一 起 ， 常 用 的 压 焊 有 电 阻 焊 、 摩 擦 焊 等 。 （ ） 5 焊 条 药 皮 的 主 要 作 用 是 保 证 焊 接 电 弧 的 稳 定 燃 烧 ，防 止 空 气 进 入 焊 接 熔 池 ， 添 加 合 金 元 素 ， 保 证 焊 缝 具 有良 好 的 力 学 性 能 。 （ ） 三 、 简 答 题 1 什 么 是 砂 型 铸 造 ？ 其 主 要 工 序 有 哪 些 ？ 铸 造 生 产 有哪 些 特 点 ？ 2 型 砂 应 具 备 哪 些 性 能 ？ 3 合 金 的 铸 造 性 能 指 的 是 什 么 ？ 4 特 种 铸 造 主 要 有 哪 几 种 ？ 分 别 有 什 么 特 点 ？ 5 自 由 锻 造 的 基 本 工 序 有 哪 些 ？ 各 完 成 哪 些 变 形 ？ 6 板 料 冲 压 的 基 本 工 序 有 哪 些 ？ 7 什 么 叫 做 焊 接 ？ 根 据 焊 接 过 程 的 特 点 ， 焊 接 方 法 可分 为 哪 几 大 类 ？ 8 焊 接 接 头 形 式 和 坡 口 型 式 各 有 哪 几 种 ？ 9 试 述 气 焊 、 气 割 原 理 。