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1、 第 七 章 汽 車 零 件 加 工 工 藝 www.xunchi- 本 章 導(dǎo) 讀 鑄 造 、 鍛 壓 與 焊 接 是 機(jī) 械 制 造 生 產(chǎn) 中 金 屬 材 料 熱 加 工 成形 的 三 種 基 本 方 法 ， 主 要 用 于 毛 坯 生 產(chǎn) ， 供 切 削 加 工 使用 ， 有 時(shí) 也 提 供 少 量 的 零 件 成 品 。 本 章 要 點(diǎn) 1.常 用 的 鑄 造 合 金 的 性 能 特 點(diǎn) ， 砂 型 鑄 造 的 工 藝 過 程 及特 點(diǎn) ， 特 種 鑄 造 的 工 藝 過 程 及 適 用 范 圍 。 2.鍛 造 材 料 的 特

2、性 ， 自 由 鍛 的 種 類 ， 模 鍛 的 種 類 及 應(yīng) 用 。 3.焊 接 的 工 作 原 理 、 種 類 、 工 具 及 其 適 用 范 圍 ， 氣 割 材料 的 特 點(diǎn) 。 7.1 鑄 造 鑄 造 是 指 將 液 體 金 屬 澆 注 到 具 有 與 零 件 形 狀 相 應(yīng) 的 鑄 型型 腔 內(nèi) ， 待 其 冷 卻 凝 固 后 獲 得 鑄 件 的 方 法 ， 其 實(shí) 質(zhì) 是 利用 熔 融 金 屬 的 流 動(dòng) 性 能 實(shí) 現(xiàn) 材 料 成 形 。 一 般 情 況 下 ， 鑄件 通 常 是 毛 坯 ， 需 經(jīng) 過 切 削 加 工 才 能 成 為 零 件 ， 但 對(duì) 要求 不 高 或 精 密

3、 鑄 造 方 法 生 產(chǎn) 出 來 的 鑄 件 ， 也 可 以 不 經(jīng) 切削 加 工 而 直 接 使 用 。 7.1.1 鑄 造 合 金 的 性 能 特 點(diǎn) 常 用 的 鑄 造 合 金 有 鑄 鐵 、 碳 鋼 、 銅 合 金 和 鋁 合 金 等 。 其鑄 造 性 能 主 要 指 流 動(dòng) 性 、 收 縮 性 、 偏 析 等 ， 它 們 對(duì) 獲 得合 格 鑄 件 是 非 常 重 要 的 。 1. 金 屬 或 合 金 的 流 動(dòng) 性 金 屬 或 合 金 的 流 動(dòng) 性 是 指 液 態(tài) 金 屬 或 合 金 自 身 的 流 動(dòng) 能力 。 2 流 動(dòng) 性 的 影 響 因 素 影 響 流 動(dòng) 性 的 因 素

4、很 多 ， 主 要 有 合 金 的 成 分 ， 澆 注 溫 度和 鑄 造 工 藝 。 （ 1） 合 金 的 成 分 不 同 成 分 的 鑄 造 合 金 凝 固 時(shí) 具 有 不 同 的 結(jié) 晶 特 點(diǎn) ， 流 動(dòng)性 不 同 。 共 晶 成 分 的 合 金 是 在 恒 溫 下 結(jié) 晶 的 ， 且 結(jié) 晶 溫度 低 ， 流 動(dòng) 性 好 。 其 他 成 分 的 合 金 ， 結(jié) 晶 是 在 一 個(gè) 溫 度范 圍 內(nèi) 完 成 的 ， 也 就 是 說 有 一 個(gè) 液 相 與 固 相 共 存 區(qū) 。 先結(jié) 晶 的 固 體 ， 必 然 會(huì) 影 響 液 態(tài) 金 屬 的 流 動(dòng) 性 。 結(jié) 晶 溫 度間 隔 越 寬

5、 ， 其 流 動(dòng) 性 越 差 。 （ 2） 澆 注 溫 度 澆 注 溫 度 越 高 ， 可 使 液 態(tài) 金 屬 粘 度 下 降 ， 流 動(dòng) 能 力 增 強(qiáng) ；另 一 方 面 也 增 加 了 液 態(tài) 金 屬 的 過 熱 度 ， 使 得 金 屬 以 液 態(tài)存 在 的 時(shí) 間 加 長 ， 從 而 大 大 提 高 金 屬 液 體 的 充 型 能 力 。 （ 3） 鑄 型 工 藝 及 鑄 件 結(jié) 構(gòu) 液 態(tài) 合 金 在 砂 型 中 流 動(dòng) 性 大 于 金 屬 型 ， 砂 型 中 干型 流 動(dòng) 性 大 于 濕 型 ， 此 外 提 高 直 澆 口 高 度 ， 增 設(shè)出 氣 冒 口 等 都 可 增 加 合 金

6、 流 動(dòng) 性 。 3. 鑄 件 的 凝 固 與 收 縮 隨 著 溫 度 的 降 低 ， 澆 入 鑄 型 的 金 屬 液 將 發(fā) 生 凝固 ， 并 伴 隨 著 收 縮 過 程 。 鑄 造 金 屬 或 合 金 從 澆 注到 冷 卻 至 室 溫 要 經(jīng) 歷 三 個(gè) 收 縮 階 段 ， 即 液 態(tài) 收 縮 、凝 固 收 縮 和 固 態(tài) 收 縮 。 影 響 收 縮 的 主 要 因 素 有 (1)化 學(xué) 成 分 (2)澆 注 溫 度 (3)鑄 型 工 藝 (4)鑄 件 結(jié) 構(gòu) 4.常 用 鑄 造 合 金 灰 鑄 鐵 ; 碳 素 鑄 鋼 ; 有 色 金 屬 7.1.2 砂 型 鑄 造 砂 型 鑄 造 就 是

7、 將 熔 化 的 金 屬 澆 入 到 砂 型 型 腔 中 ， 經(jīng) 冷 卻 、凝 固 后 ， 獲 得 鑄 件 的 方 法 。 1.砂 型 的 種 類 (1)濕 型 ： 向 石 英 砂 中 加 入 適 量 的 粘 土 和 水 分 ， 混 制 而成 的 型 砂 稱 為 濕 型 砂 。 (2)干 型 ： 經(jīng) 過 烘 干 的 砂 型 稱 為 干 型 。 (3)表 面 干 型 ： 鑄 型 表 面 僅 有 一 層 很 薄 的 型 砂 被 干 燥 (干燥 層 一 般 為 15 20mm)， 鑄 型 其 余 部 分 仍 然 是 濕 的 ，故 稱 表 面 干 型 。 (4)化 學(xué) 硬 化 砂 型 (自 硬 砂 型

8、 )： 鑄 型 靠 型 砂 自 身 的 化 學(xué) 反應(yīng) 而 硬 化 ， 一 般 不 需 烘 干 ， 或 只 經(jīng) 低 溫 烘 烤 。 2.砂 型 鑄 造 的 工 藝 流 程 砂 型 鑄 造 的 生 產(chǎn) 工 序 主 要 包 括 ： 制 模 、 配 砂 、 造 型 、 造芯 、 合 型 、 熔 煉 、 澆 注 、 落 砂 、 清 理 和 檢 驗(yàn) ， 如 圖 7-1所 示 為 套 筒 鑄 件 的 生 產(chǎn) 過 程 。 （ 1） 造 型 (芯 )。 制 造 砂 型 的 工 藝 過 程 叫 做 造 型 ； 制 造 砂芯 的 工 藝 過 程 叫 做 制 芯 ， 也 叫 造 芯 。 造 型 和 造 芯 是 鑄 造

9、生 產(chǎn) 中 最 重 要 的 工 藝 過 程 之 一 。 造 型 (芯 )方 法 按 機(jī) 械 化程 度 可 分 為 手 工 造 型 (芯 )和 機(jī) 器 造 型 (芯 )兩 大 類 。 手 工 造 型 （ 芯 ） 是 指 用 手 工 完 成 緊 砂 、 起 模 、 修 整及 合 箱 等 主 要 操 作 的 造 型 (芯 )過 程 。 手 工 造 型 (芯 )是 一種 最 基 本 的 造 型 方 法 ， 造 型 工 藝 適 應(yīng) 范 圍 廣 泛 ， 質(zhì) 量 一般 能 夠 滿 足 工 藝 要 求 ， 適 合 單 件 、 小 批 量 生 產(chǎn) 。 但 手 工造 型 (芯 )勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 大 ， 生 產(chǎn) 率

10、 低 ， 鑄 件 質(zhì) 量 不 易 穩(wěn) 定 。手 工 造 型 方 法 很 多 ， 如 模 樣 造 型 、 刮 板 造 型 、 地 坑 造 型（ 如 圖 7-3所 示 ） 等 ， 各 種 造 型 方 法 有 不 同 的 特 點(diǎn) 和 應(yīng)用 范 圍 。 砂 型 和 砂 芯 是 多 孔 性 物 體 ， 對(duì) 其 烘 干 即 水 分 的 去 除 大 致可 分 為 兩 步 進(jìn) 行 ： 表 面 水 分 的 蒸 發(fā) 和 內(nèi) 部 水 分 的 遷 移(擴(kuò) 散 )。 烘 干 方 法 有 表 面 烘 干 和 整 體 烘 干 兩 種 。（ 4） 合 箱 。 合 箱 就 是 把 砂 型 和 砂 芯 按 要 求 組 合 在 一

11、 起 成為 鑄 型 的 過 程 ， 習(xí) 慣 上 也 稱 拼 箱 、 配 箱 或 扣 箱 。（ 5） 澆 注 。 澆 注 前 應(yīng) 做 好 澆 注 準(zhǔn) 備 工 作 。（ 6） 鑄 件 的 落 砂 與 清 理 。 澆 注 完 畢 ， 鑄 件 凝 固 以 后 ， 還必 須 進(jìn) 行 落 砂 、 清 理 、 表 面 處 理 等 工 作 ， 才 能 得 到 合 格的 鑄 件 。（ 7） 鑄 件 表 面 處 理 。 3.鑄 件 質(zhì) 量 檢 驗(yàn) 與 缺 陷 修 補(bǔ) 鑄 件 質(zhì) 量 包 括 鑄 件 內(nèi) 在 質(zhì) 量 、 外 在 質(zhì) 量 、 使 用 質(zhì) 量 等幾 個(gè) 方 面 。 鑄 件 質(zhì) 量 的 具 體 要 求 ，

12、 一 般 在 零 件 圖 和 有 關(guān)技 術(shù) 文 件 中 都 有 明 確 規(guī) 定 。 7.1.3 常 用 特 種 鑄 造 為 提 高 鑄 件 質(zhì) 量 與 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 ， 改 善 合 金 性 能 和 勞 動(dòng) 條件 ， 降 低 生 產(chǎn) 總 成 本 ， 往 往 采 用 特 種 鑄 造 。 常 用 的 特 種鑄 造 方 法 有 金 屬 型 鑄 造 、 熔 模 鑄 造 、 壓 力 鑄 造 和 離 心 鑄造 等 。 一 金 屬 型 鑄 造 將 液 態(tài) 金 屬 澆 入 金 屬 鑄 型 中 以 獲 得 鑄 件 的 方 法 ， 稱 為 金屬 型 鑄 造 。 二 .熔 模 鑄 造 用 易 熔 材 料 制 成

13、 模 型 ， 然 后 在 模 型 外 面 涂 上 涂 料 和 石 英砂 以 形 成 外 殼 ， 在 外 殼 硬 結(jié) 后 熔 去 模 型 ， 經(jīng) 焙 燒 后 獲 得無 分 型 面 的 鑄 型 硬 殼 ， 澆 入 液 態(tài) 金 屬 ， 待 其 冷 凝 后 ， 毀去 外 殼 即 獲 得 鑄 件 ， 如 圖 7-4所 示 。 三 壓 力 鑄 造 四 離 心 鑄 造圖7-6 離心鑄造工藝流程 7.1.4 鑄 造 在 汽 車 制 造 中 的 應(yīng) 用 在 汽 車 制 造 過 程 中 ， 采 用 鑄 鐵 制 成 毛 坯 的 零 件 很 多 ， 約占 全 車 重 量 10 左 右 ， 如 氣 缸 體 、 變 速

14、器 箱 體 、 轉(zhuǎn) 向 器殼 體 、 后 橋 殼 體 、 制 動(dòng) 鼓 、 各 種 支 架 等 。 制 造 鑄 鐵 件 通常 采 用 砂 型 。 砂 型 的 原 料 以 砂 子 為 主 ， 并 與 粘 結(jié) 劑 、 水等 混 合 而 成 。 砂 型 材 料 必 須 具 有 一 定 的 粘 合 強(qiáng) 度 ， 以 便被 塑 成 所 需 的 形 狀 并 能 抵 御 高 溫 鐵 水 的 沖 刷 而 不 會(huì) 崩 塌 。為 了 在 砂 型 內(nèi) 塑 成 與 鑄 件 形 狀 相 符 的 空 腔 ， 必 須 先 用 木材 制 成 模 型 ， 稱 為 木 模 。 熾 熱 的 鐵 水 冷 卻 后 體 積 會(huì) 縮 小 ，因

15、 此 ， 木 模 的 尺 寸 需 要 在 鑄 件 原 尺 寸 的 基 礎(chǔ) 上 按 收 縮 率加 大 ， 需 要 切 削 加 工 的 表 面 相 應(yīng) 加 厚 。 空 心 的 鑄 件 需 要制 成 砂 芯 子 和 相 應(yīng) 的 芯 子 木 模 (芯 盒 )。 有 了 木 模 ， 就 可以 翻 制 空 腔 砂 型 (鑄 造 也 稱 為 “ 翻 砂 ” )。 在 制 造 砂 型 時(shí) ，要 考 慮 上 下 砂 箱 怎 樣 分 開 才 能 把 木 模 取 出 ， 還 要 考 慮 鐵水 從 什 么 地 方 流 入 ， 怎 樣 灌 滿 空 腔 以 便 得 到 優(yōu) 質(zhì) 的 鑄 件 。砂 型 制 成 后 ， 就 可

16、 以 澆 注 ， 也 就 是 將 鐵 水 灌 入 砂 型 的 空腔 中 。 澆 注 時(shí) ， 鐵 水 溫 度 在 12501350 ， 熔 煉 時(shí) 溫度 更 高 。 7.2 鍛 壓 鍛 壓 是 對(duì) 毛 坯 施 加 壓 力 ， 使 其 產(chǎn) 生 塑 性 變 形 ， 改 變 其 尺寸 ， 形 狀 并 改 善 其 性 能 ， 用 以 制 造 機(jī) 械 零 件 或 毛 坯 的 成形 加 工 方 法 ， 是 鍛 造 和 沖 壓 的 總 稱 。 7.2.1 鍛 造 材 料 的 性 能 特 點(diǎn) 塑 性 好 ， 變 形 抗 力 小 ， 金 屬 的 鍛 造 性 能 就 好 ， 反 之 則 差 。因 此 ， 常 用 塑

17、 性 和 變 形 抗 力 來 綜 合 衡 量 金 屬 的 鍛 造 性 能 。影 響 金 屬 鍛 造 性 能 的 主 要 因 素 是 金 屬 的 性 質(zhì) 和 加 工 條 件 。 7.2.2 自 由 鍛 造 自 由 鍛 的 基 本 工 序 是 使 金 屬 坯 料 產(chǎn) 生 一 定 程 度 的 塑 性 變形 ， 以 達(dá) 到 所 需 形 狀 和 尺 寸 的 工 藝 過 程 ， 如 沖 孔 (如 圖7-7、 7-8所 示 )、 墩 粗 （ 如 圖 7-9所 示 ） 、 錯(cuò) 移 （ 如 圖 7-11所 示 ） 、 彎 曲 （ 如 圖 7-10所 示 ） 、 切 割 、 扭 轉(zhuǎn) 和 拔 長（ 如 圖 7-12

18、所 示 ） 等 。 輔 助 工 序 是 為 基 本 工 序 操 作 方 便而 進(jìn) 行 的 預(yù) 先 變 形 工 序 ， 如 壓 鉗 口 、 壓 鋼 錠 棱 邊 、 切 肩等 。 精 整 工 序 是 用 以 減 少 鍛 件 表 面 缺 陷 而 進(jìn) 行 的 工 序 ，如 清 除 鍛 件 表 面 凸 凹 不 平 及 整 形 等 ， 一 般 在 終 鍛 溫 度 以下 進(jìn) 行 。 自 由 鍛 的 缺 點(diǎn) 是 ： 金 屬 的 消 耗 較 大 ， 同 時(shí) 需 要 留 較 大 的加 工 余 量 ， 增 加 了 機(jī) 械 加 工 的 工 時(shí) ， 不 利 于 降 低 零 件 成本 ； 其 次 ， 生 產(chǎn) 效 率 低

19、， 工 人 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 大 。 因 此 ， 自 由鍛 主 要 應(yīng) 用 于 單 件 和 小 批 量 生 產(chǎn) ， 圖 7-13為 自 由 鍛 常 用的 空 氣 錘 。 與 自 由 鍛 比 較 ， 模 鍛 有 如 下 優(yōu) 點(diǎn) ：（ 1） 生 產(chǎn) 率 較 高 。 自 由 鍛 時(shí) ， 金 屬 的 變 形 是 在 上 、 下 兩個(gè) 抵 鐵 間 進(jìn) 行 的 ， 難 以 控 制 。 模 鍛 時(shí) ， 金 屬 的 變 形 是 在模 膛 內(nèi) 進(jìn) 行 的 ， 故 能 較 快 獲 得 所 需 形 狀 。（ 2） 模 鍛 件 尺 寸 精 確 ， 加 工 余 量 小 。 （ 3） 模 鍛 可 以 鍛 造 出 形 狀 比

20、 較 復(fù) 雜 的 鍛 件 。 若 用 自 由 鍛來 生 產(chǎn) ， 則 必 須 加 大 敷 料 來 簡 化 形 狀 。（ 4） 模 鍛 生 產(chǎn) 比 自 由 鍛 生 產(chǎn) 節(jié) 省 金 屬 材 料 ， 減 少 切 削 加工 工 作 量 。 在 批 量 足 夠 的 條 件 下 能 降 低 零 件 成 本 。 模 鍛 按 使 用 的 設(shè) 備 不 同 分 為 ： 錘 上 模 鍛 、 胎 模 鍛 、 壓 力機(jī) 上 模 鍛 等 。 7.2.4 板 料 沖 壓 一 沖 壓 基 本 工 序 沖 壓 生 產(chǎn) 有 很 多 種 工 序 ， 其 基 本 工 序 有 分 離 工 序 和 變 形工 序 兩 大 類 。 （ 一 ）

21、 分 離 工 序 1 剪 切 剪 切 是 指 以 兩 個(gè) 相 互 平 行 或 交 叉 的 刀 片 對(duì) 金 屬 材 料 進(jìn) 行切 斷 的 工 序 。 主 要 用 于 下 料 , 將 板 料 切 成 沖 壓 所 需 的具 有 一 定 寬 度 的 條 料 。 如 圖 7-16所 示 。 2 落 料 及 沖 孔 落 料 和 沖 孔 的 工 藝 過 程 完 全 相 同 , 當(dāng) 坯 料 被 沖 下 的 部 分為 成 品 時(shí) , 該 工 藝 過 程 稱 為 落 料 ； 當(dāng) 坯 料 的 周 邊 為 成 品時(shí) , 該 工 藝 過 程 稱 為 沖 孔 。 落 料 與 沖 孔 總 稱 為 沖 裁 。 如圖 7-17

22、所 示 。 2. 拉 深 拉 深 是 指 變 形 區(qū) 在 一 拉 一 壓 的 應(yīng) 力 狀 態(tài) 作 用 下 ,使 板 料（ 淺 的 空 心 坯 ） 或 形 為 空 心 件 （ 深 的 空 心 件 ） 而 厚 度 基本 不 變 的 加 工 方 法 。 如 圖 7-20所 示 。 在 生 產(chǎn) 實(shí) 際 中 , 絕 大 多 數(shù) 沖 壓 件 要 經(jīng) 過 好 幾 道 工 序 才 能生 產(chǎn) 出 來 。 圖 7-23是 擋 油 盤 環(huán) 的 沖 壓 生 產(chǎn) 過 程 。 圖 中 第一 道 工 序 是 落 料 和 拉 深 ； 第 二 道 工 序 是 沖 出 27mm 的 孔 和 三 個(gè) 4mm 的 孔 ； 第 三 道

23、 工 序 是 孔 翻 邊 ； 第四 道 工 序 是 孔 擴(kuò) 張 脹 形 工 序 。 三 沖 壓 生 產(chǎn) 設(shè) 備7.2.5 鍛造在汽車制造中的應(yīng)用 冷 沖 壓 或 板 料 沖 壓 是 使 金 屬 板 料 在 沖 模 中 承 受 壓 力 而 被切 離 或 成 形 的 加 工 方 法 。 采 用 冷 沖 壓 加 工 的 汽 車 零 件 有 ：發(fā) 動(dòng) 機(jī) 油 底 殼 ， 制 動(dòng) 器 底 板 ， 汽 車 車 架 以 及 大 多 數(shù) 車 身零 件 。 這 些 零 件 一 般 都 經(jīng) 過 落 料 、 沖 孔 、 拉 深 、 彎 曲 、翻 邊 、 修 整 等 工 序 而 成 形 。 為 了 制 造 冷 沖 壓

24、 零 件 ， 必 須制 備 沖 模 。 沖 模 通 常 分 為 2塊 ， 其 中 一 塊 安 裝 在 壓 床 上方 并 可 上 下 滑 動(dòng) ， 另 一 塊 安 裝 在 壓 床 下 方 并 固 定 不 動(dòng) 。生 產(chǎn) 時(shí) ， 坯 料 放 在 2塊 沖 模 之 間 ， 當(dāng) 上 下 模 合 攏 時(shí) ， 沖壓 工 序 就 完 成 了 。 沖 壓 加 工 的 生 產(chǎn) 率 很 高 ， 并 可 制 造 形狀 復(fù) 雜 而 且 精 度 較 高 的 零 件 . 7.3 焊 接 焊 接 是 通 過 加 熱 或 加 壓 ， 或 者 兩 者 并 用 ， 使 兩 個(gè) 分 離 的金 屬 達(dá) 到 原 子 結(jié) 合 ， 聯(lián) 接 成

25、 一 個(gè) 整 體 的 加 工 方 法 ， 焊 接是 不 可 拆 聯(lián) 接 ， 它 不 僅 可 以 聯(lián) 接 各 種 同 類 的 金 屬 ， 也 可以 聯(lián) 接 各 種 不 同 類 金 屬 。 焊 接 的 方 法 很 多 ， 按 焊 接 的 結(jié) 合 特 點(diǎn) 可 分 為 熔 焊 ， 壓 焊和 釬 焊 三 大 類 。 7.3.1 電 弧 焊 焊 條 電 弧 焊 是 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 焊 接 方 法 ， 它的 原 理 是 利 用 電 弧 放 電 （ 俗 稱 電 弧 燃 燒 ） 所 產(chǎn) 生 的 熱量 將 焊 條 與 工 件 互 相 熔 化 并 在 冷 凝 后 形 成 焊 縫 ， 從

26、而獲 得 牢 固 接 頭 的 焊 接 過 程 ， 如 圖 7-26所 示 （ 一 ） 焊 條 3 分 類 及 牌 號(hào) 按 用 途 的 不 同 ， 電 焊 條 有 結(jié) 構(gòu) 鋼 焊 條 、 不 銹 鋼 焊 條 、 鑄鐵 焊 條 等 ， 其 中 結(jié) 構(gòu) 鋼 焊 條 應(yīng) 用 最 廣 。 我 國 生 產(chǎn) 的 結(jié) 構(gòu)鋼 焊 條 主 要 用 于 焊 接 低 碳 鋼 和 低 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 ， 其 牌 號(hào) 是漢 字 拼 音 字 首 加 上 三 位 數(shù) 字 表 示 的 。 （ 二 ） 電 弧 焊 與 用 具 1 電 弧 焊 機(jī) （ 1） 交 流 手 弧 焊 機(jī) ， 如 圖 7-28所 示 ， 所 輸 出 的

27、 焊 接 電流 是 交 流 電 ， 實(shí) 際 上 是 一 種 特 殊 的 降 壓 變 壓 器 。 交 流 手弧 焊 機(jī) 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 價(jià) 格 低 廉 、 使 用 可 靠 和 維 修 方 便等 特 點(diǎn) ， 但 電 弧 穩(wěn) 定 性 不 如 直 流 手 弧 焊 機(jī) 。 （ 2） 直 流 手 弧 焊 機(jī) ， 如 圖 7-29所 示 ， 直 流 手 弧 焊 機(jī) 有旋 轉(zhuǎn) 式 和 整 流 式 兩 種 ， 特 別 適 用 于 焊 接 薄 鋼 板 、 合 金 鋼 、銅 合 金 、 鋁 合 金 及 其 他 重 要 焊 件 。 2 電 焊 用 具 手 工 電 弧 焊 必 備 的 焊 接 用 具 有 焊

28、 接 電 纜 、 焊 鉗 、 面 罩 ，以 及 鋼 絲 刷 、 尖 頭 手 錘 和 扁 鏨 子 等 。 焊 鉗 和 面 罩 如 圖 7-30所 示 。 （ 三 ） 焊 縫 空 間 位 置 按 焊 縫 在 空 間 位 置 的 不 同 ， 可 分 為 平 焊 、 立 焊 、 橫 焊和 仰 焊 四 種 ， 如 圖 7-312所 示 。 a. 在 焊 接 前 清 理 焊 接 表 面 ， 以 免 影 響 電 弧 引 燃 和 焊 縫 的質(zhì) 量 。 b. 準(zhǔn) 備 好 接 頭 形 式 （ 圖 7-32所 示 的 坡 口 型 式 ） 。 坡 口的 作 用 是 使 焊 條 、 焊 絲 或 焊 炬 （ 氣 焊 時(shí)

29、噴 射 乙 炔 -氧 氣火 焰 的 噴 嘴 ） 能 直 接 伸 入 坡 口 底 部 以 保 證 焊 透 ， 并 有 利于 脫 渣 和 便 于 焊 條 在 坡 口 內(nèi) 作 必 要 的 擺 動(dòng) ， 以 獲 得 良 好的 熔 合 。 坡 口 的 形 狀 和 尺 寸 主 要 取 決 于 被 焊 材 料 及 其 規(guī)格 （ 主 要 是 厚 度 ） 以 及 采 取 的 焊 接 方 法 、 焊 縫 形 式 等 。 （ 五 ） 焊 接 參 數(shù) 為 了 保 證 焊 接 質(zhì) 量 和 提 高 生 產(chǎn) 率 ， 必 須 正 確 選 擇 焊 接 參數(shù) 。 焊 條 電 弧 焊 的 焊 接 參 數(shù) 包 括 焊 條 直 徑 、

30、焊 接 電 流 及焊 接 速 度 等 。 焊 條 直 徑 主 要 根 據(jù) 焊 件 厚 度 來 選 擇 。 焊 接 厚 板 時(shí) 應(yīng) 選 較粗 的 焊 條 。 平 焊 低 碳 鋼 時(shí) ， 焊 條 直 徑 可 按 表 7-1選 取 。 表 7-1 焊 條 直 徑 的 選 擇 點(diǎn) 焊 是 將 焊 件 裝 配 成 搭 接 接 頭 ， 并 壓 緊 在 兩 柱 狀 電 極 之間 ， 利 用 電 阻 熱 熔 化 母 材 金 屬 ， 形 成 焊 點(diǎn) 的 電 阻 焊 方 法 。點(diǎn) 焊 主 要 用 于 薄 板 焊 接 。 點(diǎn) 焊 通 常 分 為 雙 面 點(diǎn) 焊 （ 如 圖7-33所 示 ） 和 單 面 點(diǎn) 焊 兩

31、大 類 。 點(diǎn) 焊 的 工 藝 過 程 ： 1） 預(yù) 壓 ， 保 證 工 件 接 觸 良 好 。 2） 通 電 ， 使 焊 接 處 形 成 熔 核 及 塑 性 環(huán) 。 3） 斷 電 鍛 壓 ， 使 熔 核 在 壓 力 繼 續(xù) 作 用 下 冷 卻 結(jié) 晶 ， 形成 組 織 致 密 、 無 縮 孔 、 裂 紋 的 焊 點(diǎn) 。 2 常 用 金 屬 的 點(diǎn) 焊 1） 焊 前 的 工 件 清 理 2） 鍍 鋅 鋼 板 的 點(diǎn) 焊 鍍 鋅 鋼 板 大 致 分 為 電 鍍 鋅 鋼 板 和 熱 浸 鍍 鋅 鋼 板 ， 前 者 的鍍 層 比 后 者 薄 。 3） 低 碳 鋼 的 點(diǎn) 焊 4） 淬 火 鋼 的 點(diǎn)

32、 焊 5） 鍍 鋁 鋼 板 的 點(diǎn) 焊 6） 不 銹 鋼 的 點(diǎn) 焊 7） 鋁 合 金 的 點(diǎn) 焊 8） 銅 和 銅 合 金 的 點(diǎn) 焊 二 縫 焊 縫 焊 的 過 程 與 點(diǎn) 焊 相 似 ， 只 是 以 旋 轉(zhuǎn) 的 圓 盤 狀 滾 輪 電 極代 替 柱 狀 電 極 ， 將 焊 件 裝 配 成 搭 接 或 對(duì) 接 接 頭 ， 并 置 于兩 滾 輪 電 極 之 間 ， 滾 輪 加 壓 焊 件 并 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 連 續(xù) 或 斷 續(xù) 送電 ， 形 成 一 條 連 續(xù) 焊 縫 的 電 阻 焊 方 法 。 縫 焊 主 要 用 于 焊接 焊 縫 較 為 規(guī) 則 、 要 求 密 封 的 結(jié) 構(gòu) ， 板 厚 一

33、 般 在 3mm以 下 。 三 對(duì) 焊 對(duì) 焊 （ 對(duì) 接 電 阻 焊 的 簡 稱 ） 是 利 用 電 阻 熱 將 兩 工 件 沿 整個(gè) 端 面 同 時(shí) 焊 接 起 來 的 一 類 電 阻 焊 方 法 。 對(duì) 焊 的 生 產(chǎn) 率高 、 易 于 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 化 ， 因 而 獲 得 廣 泛 應(yīng) 用 。 （ 1） 應(yīng) 用 范 圍 ： 1） 工 件 的 接 長 例 如 帶 鋼 、 型 材 、 線 材 、 鋼 筋 、 鋼 軌 、鍋 爐 鋼 管 、 石 油 和 天 然 氣 輸 送 等 管 道 的 對(duì) 焊 。 2） 環(huán) 形 工 件 的 對(duì) 焊 例 如 汽 車 輪 輞 和 自 行 車 、 摩 托 車 輪圈

34、 的 對(duì) 焊 、 各 種 鏈 環(huán) 的 對(duì) 焊 等 。 3） 部 件 的 組 焊 將 簡 單 軋 制 、 鍛 造 、 沖 壓 或 機(jī) 加 工 件 對(duì)焊 成 復(fù) 雜 的 零 件 ， 以 降 低 成 本 。 例 如 汽 車 方 向 軸 外 殼 和后 橋 殼 體 的 對(duì) 焊 ， 各 種 連 桿 、 拉 桿 的 對(duì) 焊 ， 以 及 特 殊 零件 的 對(duì) 焊 等 。 4） 異 種 金 屬 的 對(duì) 焊 可 以 節(jié) 約 貴 重 金 屬 ， 提 高 產(chǎn) 品 性 能 。例 如 刀 具 的 工 作 部 分 （ 高 速 鋼 ） 與 尾 部 （ 中 碳 鋼 ） 的 對(duì)焊 ， 內(nèi) 燃 機(jī) 排 氣 閥 的 頭 部 （ 耐

35、熱 鋼 ） 與 尾 部 （ 結(jié) 構(gòu) 鋼 ）的 對(duì) 焊 ， 鋁 銅 導(dǎo) 電 接 頭 的 對(duì) 焊 等 。 （ 2） 分 類 ： 電 阻 對(duì) 焊 ； 閃 光 對(duì) 焊 四 電 阻 焊 的 特 點(diǎn) 電 阻 焊 的 優(yōu) 點(diǎn) ： 1） 熔 核 形 成 時(shí) ， 始 終 被 塑 性 環(huán) 包 圍 ， 熔 化 金 屬 與 空 氣 隔 絕 ， 冶金 過 程 簡 單 。 2） 加 熱 時(shí) 間 短 ， 熱 量 集 中 ， 故 熱 影 響 區(qū) 小 ， 變 形 與 應(yīng) 力 也 小 ，通 常 在 焊 后 不 必 安 排 校 正 和 熱 處 理 工 序 。 3） 不 需 要 焊 絲 、 焊 條 等 填 充 金 屬 ， 以 及 氧

36、 、 乙 炔 、 氫 等 焊 接 材料 ， 焊 接 成 本 低 。 4) 操 作 簡 單 ， 易 于 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 械 化 和 自 動(dòng) 化 ， 改 善 了 勞 動(dòng) 條 件 。 5) 生 產(chǎn) 率 高 ， 且 無 噪 聲 及 有 害 氣 體 ， 在 大 批 量 生 產(chǎn) 中 ， 可 以 和其 他 制 造 工 序 一 起 編 到 組 裝 線 上 。 但 閃 光 對(duì) 焊 因 有 火 花 噴 濺 ， 需要 隔 離 。 電 阻 焊 的 缺 點(diǎn) ： 1) 目 前 還 缺 乏 可 靠 的 無 損 檢 測 方 法 ， 焊 接 質(zhì) 量 只 能 靠 工 藝 試 樣和 工 件 的 破 壞 性 試 驗(yàn) 來 檢 查 ， 以

37、及 靠 各 種 監(jiān) 控 技 術(shù) 來 保 證 。 2） 點(diǎn) 、 縫 焊 的 搭 接 接 頭 不 僅 增 加 了 構(gòu) 件 的 重 量 ， 且 因在 兩 板 焊 接 熔 核 周 圍 形 成 夾 角 ， 致 使 接 頭 的 抗 拉 強(qiáng) 度 和疲 勞 強(qiáng) 度 均 較 低 。 3） 設(shè) 備 功 率 大 ， 機(jī) 械 化 、 自 動(dòng) 化 程 度 較 高 ， 使 設(shè) 備 成本 較 高 、 維 修 較 困 難 ， 并 且 常 用 的 大 功 率 單 相 交 流 焊 機(jī)不 利 于 電 網(wǎng) 的 平 衡 運(yùn) 行 。 7.3.3 氣 體 保 護(hù) 焊 （ 二 氧 化 碳 保 護(hù) 焊 、 氬 弧 焊 ） 氣 體 保 護(hù) 焊

38、是 利 用 具 有 一 定 性 質(zhì) 的 氣 流 排 除 電 弧 周 圍 的空 氣 ， 從 而 達(dá) 到 保 護(hù) 金 屬 熔 池 的 電 弧 焊 方 法 。 常 用 的 保護(hù) 氣 體 有 CO2和 Ar氣 ， 分 別 成 為 二 氧 化 碳 保 護(hù) 焊 和 氬弧 焊 。 氬 弧 焊 又 分 為 非 熔 化 極 （ 鎢 極 ） 氬 弧 焊 和 熔 化 極氬 弧 焊 兩 種 。 氬 氣 是 一 種 惰 性 氣 體 ， 它 既 不 與 金 屬 發(fā) 生 化 學(xué) 反 應(yīng) ， 又 不 溶 解 于 金 屬 ， 因 此 能 有 效 地 保 證 焊 接 質(zhì) 量 ， 氬 弧 焊 適合 于 不 銹 鋼 和 有 色 金

39、屬 材 料 的 焊 接 。 二 氧 化 碳 氣 體 保 護(hù) 焊 的 優(yōu) 點(diǎn) ： 1） 焊 接 成 本 低 。 其 成 本 只 有 埋 弧 焊 、 焊 條 電 弧 焊 的40 50%。 2） 生 產(chǎn) 效 率 高 。 其 生 產(chǎn) 率 是 焊 條 電 弧 焊 的 1 4倍 。 3） 操 作 簡 便 。 明 弧 ， 對(duì) 工 件 厚 度 不 限 ， 可 進(jìn) 行 全 位 置焊 接 而 且 可 以 向 下 焊 接 。 4） 焊 縫 抗 裂 性 能 高 。 焊 縫 低 氫 且 含 氮 量 也 較 少 。 5） 焊 后 變 形 較 小 。 角 變 形 為 千 分 之 五 ， 不 平 度 只 有 千分 之 三 。

40、 6） 焊 接 飛 濺 小 。 當(dāng) 采 用 超 低 碳 合 金 焊 絲 或 藥 芯 焊 絲 ，或 在 CO2中 加 入 Ar， 都 可 以 降 低 焊 接 飛 濺 。 2. 氬 弧 焊 7.3.4 氣 割 7.3.5 常 用 金 屬 材 料 焊 接 1.碳 鋼 的 焊 接 1） 低 碳 鋼 的 焊 接 2） 中 碳 鋼 和 高 碳 鋼 的 焊 接 2.低 合 金 鋼 的 焊 接 1） 焊 接 方 法 低 合 金 鋼 的 焊 接 可 采 用 手 工 電 弧 焊 、 埋 弧 自 動(dòng) 焊 和 電 渣焊 等 焊 接 方 法 。 近 年 來 二 氧 化 碳 氣 體 保 護(hù) 焊 、 窄 間 隙 氣體 保

41、護(hù) 焊 也 有 較 廣 泛 的 應(yīng) 用 2） 坡 口 加 工 和 焊 前 裝 配 3） 焊 接 材 料 的 選 擇 所 選 擇 的 焊 條 強(qiáng) 度 應(yīng) 與 母 材 的 強(qiáng) 度 相 當(dāng) 或 略 低 些 為 宜 。 4） 低 合 金 鋼 焊 接 時(shí) 的 預(yù) 熱 和 熱 處 理 3.鋁 及 鋁 合 金 的 焊 接 鋁 及 鋁 合 金 具 有 很 多 優(yōu) 點(diǎn) ， 特 別 是 鋁 的 資 源 豐 富 ， 比 較便 宜 ， 因 此 目 前 已 被 廣 泛 應(yīng) 用 于 各 工 業(yè) 部 門 。 在 汽 車 工業(yè) 中 ， 鋁 及 其 合 金 應(yīng) 用 是 非 常 多 的 。 7.3.6 焊 接 在 汽 車 生 產(chǎn)

42、 中 的 應(yīng) 用 焊 接 作 為 現(xiàn) 代 機(jī) 械 制 造 業(yè) 中 一 種 必 要 的 工 藝 方 法 ，在 汽 車 制 造 中 有 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 汽 車 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 、 變 速 箱 、車 橋 、 車 架 、 車 身 、 車 廂 六 大 總 成 都 離 不 開 焊 接 技 術(shù) 的應(yīng) 用 。 在 汽 車 零 部 件 的 制 造 中 ， 點(diǎn) 焊 、 凸 焊 、 縫 焊 、 焊條 電 弧 焊 、 二 氧 化 碳 氣 體 保 護(hù) 焊 、 氬 弧 焊 、 氣 焊 、 釬 焊 、摩 擦 焊 、 電 子 束 焊 和 激 光 焊 等 各 種 焊 接 方 法 中 ， 由 于 點(diǎn)焊 、 氣 體 保 護(hù)

43、 焊 、 釬 焊 具 有 生 產(chǎn) 量 大 ， 自 動(dòng) 化 程 度 高 ，高 速 、 低 耗 、 焊 接 變 形 小 、 易 操 作 等 的 特 點(diǎn) ， 所 以 對(duì) 汽車 車 身 薄 板 覆 蓋 零 部 件 特 別 適 合 。 因 此 ， 在 汽 車 生 產(chǎn) 中應(yīng) 用 最 多 。 在 投 資 費(fèi) 用 中 點(diǎn) 焊 約 占 75%， 其 他 焊 接 方 法只 占 25%。 本 章 小 結(jié) 1 砂 型 鑄 造 是 使 用 最 廣 泛 的 鑄 造 方 法 。 砂 型 鑄 造 的 工藝 流 程 、 使 用 條 件 和 適 用 范 圍 。 其 他 鑄 造 方 法 的 特 點(diǎn) 及應(yīng) 用 。 2 鍛 造 金 屬

44、 材 料 的 性 能 特 點(diǎn) 。 自 由 鍛 的 工 序 及 特 點(diǎn) ，模 鍛 的 基 本 工 序 及 特 點(diǎn) 。 3 焊 條 的 結(jié) 構(gòu) ， 電 弧 焊 的 操 作 流 程 ， 點(diǎn) 焊 的 工 藝 流 程及 應(yīng) 用 ， 氣 焊 的 工 藝 流 程 與 應(yīng) 用 ， 氣 割 材 料 具 備 的 特 點(diǎn) 。 習(xí) 題 7 一 、 填 空 題 1 （ ） 、 （ ） 與 （ ） 是 機(jī) 械 制 造 生 產(chǎn) 中 金 屬 材料 熱 加 工 成 形 的 三 種 基 本 方 法 ， 主 要 用 于 毛 坯 生 產(chǎn) ， 供切 削 加 工 使 用 ， 有 時(shí) 也 提 供 少 量 的 零 件 成 品 。 2 常 用

45、 的 鑄 造 合 金 有 （ ） 、 （ ） 、 銅 合 金 和 鋁 合金 等 。 3 影 響 流 動(dòng) 性 的 因 素 很 多 ， 主 要 有 （ ） ， （ ） 和（ ） 。 4 鑄 造 金 屬 或 合 金 從 澆 注 到 冷 卻 至 室 溫 要 經(jīng) 歷 三 個(gè) 收縮 階 段 ， 即 （ ） 、 （ ） 和 （ ） 。 5 常 用 的 特 種 鑄 造 方 法 有 金 屬 型 鑄 造 、 （ ） 、 壓 力鑄 造 和 （ ） 等 。 6 焊 接 的 方 法 很 多 ， 按 焊 接 的 結(jié) 合 特 點(diǎn) 可 分 為 （ ） ，壓 焊 和 釬 焊 三 大 類 。 7 按 焊 縫 在 空 間 位 置

46、的 不 同 ， 可 分 為 平 焊 、 （ ） 、橫 焊 和 （ ） 四 種 。 8 氣 體 保 護(hù) 焊 是 利 用 具 有 一 定 性 質(zhì) 的 氣 流 排 除 電 弧 周圍 的 空 氣 ， 從 而 達(dá) 到 保 護(hù) 金 屬 熔 池 的 電 弧 焊 方 法 。 常 用的 保 護(hù) 氣 體 有 （ ） 和 （ ） 氣 ， 分 別 成 為 （ ） 保 護(hù)焊 和 （ ） 焊 。 二 、 判 斷 題 1 流 動(dòng) 性 良 好 的 金 屬 或 合 金 能 鑄 造 出 薄 而 復(fù) 雜 的 鑄 件 ， 利 于 鑄件 的 收 縮 以 及 氣 體 和 非 金 屬 夾 雜 物 的 上 浮 和 逸 出 。 （ ） 2 碳

47、 素 鑄 鋼 含 碳 量 接 近 共 晶 成 分 ， 結(jié) 晶 溫 度 間 隔 小 ， 熔 點(diǎn) 低 ，結(jié) 晶 時(shí) 有 石 墨 析 出 ， 體 積 膨 脹 ， 可 抵 消 部 分 鑄 件 的 收 縮 ， 故 總 的收 縮 小 ， 流 動(dòng) 性 好 。 （ ） 3 模 鍛 是 利 用 沖 擊 力 或 壓 力 使 金 屬 在 上 下 兩 個(gè) 抵 鐵 之 間 產(chǎn) 生 塑性 變 形 ， 從 而 得 到 所 需 鍛 件 的 鍛 造 方 法 。 （ ） 4 壓 焊 是 在 焊 接 時(shí) ， 不 論 焊 件 加 熱 與 否 ， 都 需 要 施 加 一 定 的 壓力 ， 使 兩 結(jié) 合 面 緊 密 接 觸 并 產(chǎn) 生

48、 一 定 的 塑 性 變 形 ， 從 而 將 兩 焊 件焊 合 在 一 起 ， 常 用 的 壓 焊 有 電 阻 焊 、 摩 擦 焊 等 。 （ ） 5 焊 條 藥 皮 的 主 要 作 用 是 保 證 焊 接 電 弧 的 穩(wěn) 定 燃 燒 ，防 止 空 氣 進(jìn) 入 焊 接 熔 池 ， 添 加 合 金 元 素 ， 保 證 焊 縫 具 有良 好 的 力 學(xué) 性 能 。 （ ） 三 、 簡 答 題 1 什 么 是 砂 型 鑄 造 ？ 其 主 要 工 序 有 哪 些 ？ 鑄 造 生 產(chǎn) 有哪 些 特 點(diǎn) ？ 2 型 砂 應(yīng) 具 備 哪 些 性 能 ？ 3 合 金 的 鑄 造 性 能 指 的 是 什 么 ？ 4 特 種 鑄 造 主 要 有 哪 幾 種 ？ 分 別 有 什 么 特 點(diǎn) ？ 5 自 由 鍛 造 的 基 本 工 序 有 哪 些 ？ 各 完 成 哪 些 變 形 ？ 6 板 料 沖 壓 的 基 本 工 序 有 哪 些 ？ 7 什 么 叫 做 焊 接 ？ 根 據(jù) 焊 接 過 程 的 特 點(diǎn) ， 焊 接 方 法 可分 為 哪 幾 大 類 ？ 8 焊 接 接 頭 形 式 和 坡 口 型 式 各 有 哪 幾 種 ？ 9 試 述 氣 焊 、 氣 割 原 理 。