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第一章 熟悉Solidworks
在當(dāng)今市場(chǎng)上SolidWorks 2010是最受歡迎的3D機(jī)械電腦輔助設(shè)計(jì)(CAD)包之一。Solidworks自從1995年出現(xiàn)，它已經(jīng)成為一個(gè)當(dāng)今受許多工程師、機(jī)械設(shè)計(jì)師、工業(yè)設(shè)計(jì)師喜歡的設(shè)計(jì)工具。部分是因?yàn)槠湟讓W(xué)易懂的圖形用戶界面和強(qiáng)大的工具集,部分原因是因?yàn)樗鼡碛腥菀讓W(xué)習(xí)的圖形用戶界面和功能強(qiáng)大的工具集，SolidWorks被許多國(guó)際型的頂級(jí)公司用作設(shè)計(jì)、工程以及記錄他們的各種領(lǐng)域的產(chǎn)品。
SolidWorks的核心是能夠創(chuàng)建參數(shù)化三維立體幾何，然后被用來(lái)制造圖紙、生產(chǎn)指令、指令手冊(cè)、動(dòng)畫、全彩色效果圖和其他類型的文檔。無(wú)論被創(chuàng)建的項(xiàng)目多么復(fù)雜,創(chuàng)建的過(guò)程是很容易的并且遵循相同的基本步驟。首先創(chuàng)建一個(gè)示意圖，將其轉(zhuǎn)變成一個(gè)基本特征。然后基本過(guò)程是進(jìn)一步細(xì)化、增加特征、添加或刪除材料從基本特性。個(gè)別零件模型可以用于構(gòu)建組件，組成了最終設(shè)計(jì)。在完成3d部分或裝配模型的創(chuàng)建之后，圖紙以及設(shè)計(jì)和制造過(guò)程就可以制作成文件。
學(xué)習(xí)一個(gè)新的CAD軟件包是一個(gè)艱巨的任務(wù)。除了新術(shù)語(yǔ)，首次使用一個(gè)新的用戶界面、工具欄和命令可能使用戶覺(jué)得有點(diǎn)不知所措。作為第一次使用SolidWorks，在這一章你將花一些時(shí)間來(lái)熟悉軟件界面以及SolidWorks CommandManager的使用。
開(kāi)始SolidWorks
在第一次安裝和運(yùn)行SolidWorks之前,要確保你的電腦系統(tǒng)滿足推薦的最低要求。SolidWorks目前支持以下操作系統(tǒng)：
Windows 7(32位)專業(yè)版,終極版或企業(yè)版。
Windows 7(64位)專業(yè)版,終極版或企業(yè)版。
Windows Vista(64位)極限版、商業(yè)版或企業(yè)版,SPO或更新的版本。
Windows Vista(32位)極限版、商業(yè)版或企業(yè)版,SPO或更新的版本。
Windows XP專業(yè)版(32位),SP2或更新的版本。
Windows XP專業(yè)版(64位)。
然后這里是隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM)的需求：
最低限度 當(dāng)部分包含少于200個(gè)功能和程序集包含少于1000組件時(shí)1 GB RAM。
推薦使用 當(dāng)部分包含超過(guò)200個(gè)功能和程序集包含超過(guò)1000個(gè)組件時(shí)要求2GB以上。
一旦你確認(rèn)你的電腦能支持SolidWorks并且已經(jīng)安裝到您的系統(tǒng),您可以通過(guò)點(diǎn)擊Start > Programs > SolidWorks 2010 > SolidWorks 2010 SPX.X > SolidWorks 2010啟動(dòng)它。
注解：在這本書顯示的所有圖片是SolidWorks在Windows 7系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果 。如果您使用的是（如windows XP）另一個(gè)版本的windows，您可能會(huì)注意到有一些細(xì)微差別。
SolidWorks許可協(xié)議
在您第一次啟動(dòng)SolidWorks時(shí),將看到SolidWorks許可協(xié)議。為了使用SolidWorks你必須接受許可協(xié)議。閱讀許可協(xié)議后,點(diǎn)擊接受繼續(xù)。如果因?yàn)槟承┰蚰悴唤邮茉S可協(xié)議條款,點(diǎn)擊“Do Not Accept”將退出SolidWorks。
幫助和工作流程的定制
接受SolidWorks許可協(xié)議之后,你就會(huì)進(jìn)入到一個(gè) Welcome To SolidWorks的窗口。此頁(yè)面允許您設(shè)定動(dòng)態(tài)幫助的外觀以及工作流程的定制。你只會(huì)在你的電腦第一次啟動(dòng)SolidWorks時(shí)看到這個(gè)頁(yè)面,但你通過(guò)SolidWorks的選項(xiàng)窗口可以隨時(shí)改變這些設(shè)定。在幫助定制部分的屏幕上有三個(gè)選項(xiàng)可用。每個(gè)選項(xiàng)將向用戶提供不同水平的動(dòng)態(tài)幫助,所以你需要按照自己的需要做出選擇。
我是一個(gè)新用戶。顯示小貼士來(lái)幫助我開(kāi)始。這個(gè)選項(xiàng)將會(huì)為您在不同的模式下工作的SolidWorks提供彈出消息。
我是更新到這個(gè)版本的SolidWorks，給我顯示新的改進(jìn)特點(diǎn)。經(jīng)驗(yàn)豐富的SolidWorks的用戶在使用新版本的SolidWorks時(shí)將會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)選項(xiàng)對(duì)他們有幫助。當(dāng)這個(gè)選項(xiàng)被選中,問(wèn)號(hào)圖標(biāo)將顯示新的菜單項(xiàng)和PropertyManagers的新改變，并將鏈接到對(duì)應(yīng)的新手冊(cè)部分。這個(gè)新手冊(cè)的主題提供更多關(guān)于這個(gè)自先前版本進(jìn)行更新的新版本的功能的信息。
對(duì)我不顯示任何動(dòng)態(tài)幫助。對(duì)于更有經(jīng)驗(yàn)的用戶，在SolidWorks工作時(shí)，這個(gè)選項(xiàng)不會(huì)為您提供任何有關(guān)新手冊(cè)的彈出窗口或鏈接。
注解：隨著你使用SolidWorks的熟練程度的增加,你可能會(huì)決定不適用幫助小貼士。你可以通過(guò)點(diǎn)擊“幫助”>“小貼士”或點(diǎn)擊在狀態(tài)欄的問(wèn)號(hào)圖標(biāo)禁用它們。熟悉了新版本的SolidWorks后,您可以通過(guò)點(diǎn)擊“幫助”>“新的特性”禁用鏈接的顯示。
在你使用SolidWorks時(shí)，歡迎窗口的工作流程定制部分可以讓你隱藏和顯示工具,鏈接,和菜單項(xiàng)。你可以選擇以下類別的一個(gè)、兩個(gè)、所有或全部不選：
機(jī)械設(shè)計(jì)
模具設(shè)計(jì)
消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)
當(dāng)您在這個(gè)窗口的工作流程制定部分選擇一個(gè)選項(xiàng)，你的文檔環(huán)境將發(fā)生部分下面的變化：
機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)器設(shè)計(jì)概述、機(jī)器設(shè)計(jì)教程,SolidWorks SimulationXpress鏈接將顯示在SolidWorks資源選項(xiàng)卡的任務(wù)窗格。金屬和焊件標(biāo)簽將被添加到CommandManager。模具菜單項(xiàng)將隱藏在插入菜單中。草案分析，削弱檢測(cè)和偏差分析也將被隱藏在工具菜單。
模具設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)概述、模具設(shè)計(jì)教程，以及導(dǎo)入文件的鏈接將顯示在SolidWorks資源選項(xiàng)卡的任務(wù)窗格。曲面和模具標(biāo)簽將被添加到CommandManager。焊件的菜單項(xiàng)將被隱藏在插入菜單中。
消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì) 消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)教程鏈接將顯示在SolidWorks資源選項(xiàng)卡的任務(wù)窗格。曲面的標(biāo)簽將被添加到CommandManager。焊件的菜單項(xiàng)將被隱藏在插入菜單中。削弱檢測(cè)菜單項(xiàng)將被隱藏在工具菜單中。
注解：通過(guò)選擇工具>自定義并選擇適當(dāng)?shù)倪x項(xiàng)，你可以在任何時(shí)間調(diào)整文件的工作流程的定制。
本書中為了演示該項(xiàng)目，在歡迎進(jìn)入SolidWorks的窗口做下面的選擇：
1、在幫助定制選項(xiàng),選擇不給我任何動(dòng)態(tài)的幫助。
2、在工作流程定制部分，選擇消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)。
3、點(diǎn)擊確定
SolidWorks界面導(dǎo)航
使用SolidWorks之前,您應(yīng)該先熟悉用戶界面的布局。三種文件類型SolidWorks(零件、裝配體和圖紙)都有相同的基本界面，只有小部分有區(qū)別。首先，我們將檢查常見(jiàn)元素的三種文檔類型。圖1.1顯示了當(dāng)你打開(kāi)一個(gè)模型時(shí)SolidWorks的界面。
圖形區(qū)域
所有的功能都發(fā)生在SolidWorks的圖形區(qū)域。你將在這里進(jìn)行零件建模，裝配體的組裝以及繪制草圖。你將在第2章了解有關(guān)這個(gè)區(qū)域的更多細(xì)節(jié)。通過(guò)學(xué)習(xí)這三種文件類型的更多細(xì)節(jié)內(nèi)容來(lái)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)。
視圖工具欄
在圖形區(qū)域的頂部是視圖工具欄。這個(gè)透明的工具欄在頂部的圖形區(qū)域總是可用的，它能讓你快速和容易地獲得你所需要的的視角。如圖1.2所示，飛出一個(gè)小的向下指向箭頭為您提供更多的工具圖標(biāo)。
圖1.1 Solidworks用戶界面
圖1.2顯示彈出菜單中額外的工具
當(dāng)你更加熟悉SolidWorks時(shí)，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些視圖工具欄顯示的工具可能不是你最常使用的。有效的工具欄并不是只有這些默認(rèn)的視圖工具。請(qǐng)執(zhí)行以下操作制定視圖工具欄：
1、右鍵點(diǎn)擊任何顯示在視圖工具欄的按鈕，從底部的菜單選擇定制。
2、選擇命令選項(xiàng)卡頂部的自定義窗口。
3、在分類部分的窗口，找到你想要的工具集。本例中,選擇標(biāo)準(zhǔn)視圖分類。這些選定的類別工具將被顯示在按鈕區(qū)域，如圖1.3所示。
4、拖拽自定義窗口中所需的按鈕至頂部的視圖工具欄。當(dāng)鼠標(biāo)指針更改為一個(gè)綠色加號(hào)，將按鈕安放在那里。
注解：在SolidWorks 2010中這個(gè)視圖工具欄可以隱藏。通過(guò)右鍵單擊任何工具欄中的按鈕，取消選中菜單中的視圖(單)來(lái)隱藏工具欄。
圖1.4命令選項(xiàng)卡中的自定義窗口
狀態(tài)欄
SolidWorks界面的底部是狀態(tài)欄。顧名思義，狀態(tài)欄將會(huì)給出有關(guān)你所進(jìn)行的操作的信息。狀態(tài)欄可以在視圖菜單中關(guān)閉，但我們強(qiáng)烈建議打開(kāi)它，因?yàn)樗谀愕墓ぷ髦惺欠浅Ｓ杏玫?。這里是一些你可以在狀態(tài)欄找到的信息的例子：
當(dāng)你將鼠標(biāo)停留于一個(gè)工具圖標(biāo)上，狀態(tài)欄通常會(huì)為您提供一個(gè)比工具提示更好的描述(見(jiàn)圖1.4)。當(dāng)你熟悉了SolidWorks各種工具的圖標(biāo)，你將較少需要這一信息。
選擇一個(gè)邊、點(diǎn)或其任何組合將顯示出基本測(cè)量快速參考，如圖1.5所示。雖然這不能取代測(cè)量工具，但如果你只是想快速知道兩個(gè)邊線之間的距離它是非常有用的。
當(dāng)你在畫草圖時(shí)，你的鼠標(biāo)指針將顯示你的草圖狀態(tài)以及坐標(biāo)位置。草圖狀態(tài)將分為完全定義的、過(guò)定義、不完全定義、沒(méi)有找到解決方案或無(wú)效的方案。后面當(dāng)我們開(kāi)始繪制草圖時(shí)我們將介紹它們所代表的意思。
圖1.4在狀態(tài)欄顯示的額外工具信息
圖1.5 在狀態(tài)欄快速顯示尺寸
任務(wù)窗格
圖形區(qū)域的右側(cè)是任務(wù)窗格。任務(wù)窗格是在一個(gè)位置提供了大量的資源的一組窗口。通常這個(gè)任務(wù)窗格是隱藏的，在圖形區(qū)域的標(biāo)簽圖標(biāo)是唯一可見(jiàn)的。這可能是最好的選擇，因?yàn)槟愕膱D形區(qū)域基板面是非常寶貴的。然而，如果你希望任務(wù)窗格一直是打開(kāi)的狀態(tài)，你可以這樣做：
1、單擊任務(wù)窗格的任何標(biāo)簽圖標(biāo)。
2、右上角的任務(wù)窗格中，單擊圖釘圖標(biāo)“銷開(kāi)放”任務(wù)窗格（見(jiàn)圖1.6）.
圖1.6 把任務(wù)窗格打開(kāi)和隱藏一遍
3、圖形將調(diào)整使房間的任務(wù)窗格，它將保持開(kāi)放甚至當(dāng)你點(diǎn)擊其他地方在SolidWorks
4、設(shè)置自動(dòng)隱藏任務(wù)窗格,再次點(diǎn)擊圖釘圖標(biāo)。
實(shí)習(xí)報(bào)告
一、實(shí)習(xí)目的
理論聯(lián)系實(shí)際，了解電阻點(diǎn)焊鉗的基本外形及構(gòu)造，為對(duì)零件三維建模打下基礎(chǔ)；了解電阻點(diǎn)焊鉗的工作原理及特性，了解國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，掌握發(fā)展趨勢(shì)，方便改進(jìn)焊鉗；了解XM型電阻點(diǎn)焊鉗靜臂的材料以及該材料的材料性能。重點(diǎn)掌握XM型焊鉗靜臂的加工工藝以及加工設(shè)備。
二、實(shí)習(xí)內(nèi)容
對(duì)于任何機(jī)械工廠，安全始終是重中之重，所以指導(dǎo)老師首先對(duì)我們進(jìn)行了一些安全教育。另外，由于這是一家外資企業(yè)，一般不允許參觀，所以在參觀過(guò)程中一定不能亂碰任何機(jī)器、按鈕，必須聽(tīng)從工廠師傅的安排。
2.1、參觀整個(gè)電阻點(diǎn)焊鉗裝配的過(guò)程。
剛進(jìn)入工廠，首先映入眼簾的是電阻點(diǎn)焊鉗的裝配流程。對(duì)照實(shí)體，師傅給我們講解了電阻點(diǎn)焊鉗的主要組成部分，包括機(jī)械傳動(dòng)部分、氣缸部分、電氣控制部分等。還指出了一些安裝中需要注意到的問(wèn)題，如潤(rùn)滑等。如圖1所示為電阻點(diǎn)焊鉗的主要組成部分。
圖1 電阻點(diǎn)焊鉗的組成
工廠師傅還為我們講解了電阻點(diǎn)焊鉗的工作原理、工作方式以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。
2.2、聽(tīng)工廠師傅講解有關(guān)焊鉗主要零件的工藝及材料。
看完裝配過(guò)程后，工廠師傅主要為我們講解了電阻點(diǎn)焊鉗中靜臂和動(dòng)臂的材料。以前的焊鉗靜臂是從法國(guó)進(jìn)口的，其材料為黃銅（H62)，但H62的導(dǎo)電率較低， IACS約 22%? 28 %。為獲得較大電流，節(jié)省電能，降低焊鉗靜臂的發(fā)熱，現(xiàn)在焊鉗所用材料為導(dǎo)電率較高的鉻鋯銅（其表達(dá)式為CuCr1Zr），該合金同時(shí)具有高強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度Rm≥450MPa、屈服強(qiáng)度Rp0.2≥360MPa）高導(dǎo)（導(dǎo)電率IACS：75%~83%）的優(yōu)良性能，且耐熱耐磨，防變形能力強(qiáng)。廣泛用作汽車、宇航工業(yè)的鋼板和不銹鋼板的接觸焊機(jī)點(diǎn)焊，滾焊焊炬最理想的電極材料，高壓開(kāi)關(guān)焊點(diǎn)材料和斷路器材料，也廣泛用于IC框架引線材料。
焊鉗的靜臂和動(dòng)臂的毛坯都是鑄件，并且都要求是精密鑄造。然后用數(shù)控機(jī)床直接加工出成品，如圖2為焊鉗靜臂的實(shí)體圖。
圖2 電阻點(diǎn)焊鉗的實(shí)體圖
2.3、提問(wèn)環(huán)節(jié)
工廠師傅給我們講解完電阻點(diǎn)焊鉗主要零件的工藝之后，讓我們思考一會(huì)，有問(wèn)題的話就提出來(lái)。同學(xué)們提出了很多問(wèn)題，如斜塊上的光孔的作用，靜臂側(cè)面上M4螺紋孔的作用，與電極桿相連接的孔中M8的螺紋孔和M8的光孔分別有什么作用。工廠師傅一一為我們做出了解答。
2.4、自由觀看場(chǎng)內(nèi)的零件、裝配、加工。
最后就是工廠師傅允許我們自由觀察場(chǎng)內(nèi)的設(shè)備及零件，但是要求我們不能打擾工人的工作。大家組隊(duì)觀察、討論焊鉗的主要零件的各種問(wèn)題，并拍攝部分照片以供后面的設(shè)計(jì)使用。
三、實(shí)習(xí)總結(jié)
本次實(shí)習(xí)對(duì)我后面的設(shè)計(jì)有很大的幫助，不僅讓我在對(duì)零件進(jìn)行三維建模時(shí)腦海中有清晰地輪廓，而且使我對(duì)電阻點(diǎn)焊鉗靜臂的材料和工藝有了較深入的了解，讓我在后面的設(shè)計(jì)中有了很多的參考。
通過(guò)這次實(shí)習(xí)，我還了解了電阻點(diǎn)焊鉗的作用及發(fā)展趨勢(shì)，讓我對(duì)電阻點(diǎn)焊鉗的認(rèn)識(shí)有了明顯的提高?？傊敬螌?shí)習(xí)讓我受益匪淺。
開(kāi)題報(bào)告
1、 課題名稱：基于Solidworks的電阻電焊鉗主要零件的工藝工裝優(yōu)化
2、 課題來(lái)源：結(jié)合社會(huì)實(shí)際
3、 選題的目的與意義：
目的：在給定XM型電阻電焊鉗靜臂部件圖紙的基礎(chǔ)上，利用solidworks三維設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使我們熟悉掌握電阻點(diǎn)焊鉗的功能、用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析制定其主要零件的機(jī)械加工工藝路線，重點(diǎn)進(jìn)行工序工裝夾具的三維建模設(shè)計(jì)與優(yōu)化。更是為了實(shí)現(xiàn)電阻點(diǎn)焊鉗的國(guó)有化。
意義：1將我們大學(xué)所學(xué)的知識(shí)做一個(gè)很好的融合與應(yīng)用
2掌握Solidworks三維軟件的使用
3提高我們對(duì)工藝工裝設(shè)計(jì)流程熟識(shí)和通用夾具的設(shè)計(jì)能力
4 實(shí)現(xiàn)電阻點(diǎn)焊鉗的國(guó)有化
4、 電阻點(diǎn)焊鉗，電阻點(diǎn)焊的基本認(rèn)識(shí)，應(yīng)用范圍及特點(diǎn)
電阻點(diǎn)焊鉗的基本認(rèn)識(shí)
如上圖，是XM型電阻點(diǎn)焊鉗的總裝圖片。本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)M型電阻點(diǎn)焊鉗的靜臂進(jìn)行三維建模并進(jìn)行工藝工裝優(yōu)化。下圖為XM型電阻點(diǎn)焊鉗靜臂的零件圖形。
電阻點(diǎn)焊的基本認(rèn)識(shí)：
定義：焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點(diǎn)的電阻焊方法。
利用點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行交叉鋼筋的焊接，可成型為鋼筋網(wǎng)片或骨架，以代替人工綁扎。同人工綁扎相比較，電焊具有功效高、節(jié)約勞動(dòng)力、成品整體性好、節(jié)約材料、降低成本等特點(diǎn)。
點(diǎn)焊采用的點(diǎn)焊機(jī)有單點(diǎn)點(diǎn)焊機(jī)（主要用于焊接較粗鋼筋），多點(diǎn)點(diǎn)焊機(jī)（主要用于焊接鋼筋網(wǎng)片）和懸掛式點(diǎn)焊機(jī)（能任意移動(dòng)、可焊接各種幾何形狀的大型鋼筋網(wǎng)片和鋼筋骨架）。
電阻點(diǎn)焊主要工作參數(shù)有變壓器級(jí)數(shù)、焊接通電時(shí)間、電流強(qiáng)度、電極壓力等。焊接時(shí)應(yīng)根據(jù)鋼筋級(jí)別、直徑及焊機(jī)性能等具體情況合理選擇工作參數(shù)。
點(diǎn)焊接頭的質(zhì)量檢查包括外觀檢查和強(qiáng)度檢驗(yàn)兩部分內(nèi)容。取樣時(shí)，外觀檢查應(yīng)按同一類型制品分批抽查，一般制品每批抽查5%；梁柱、桁架等重要制品每批抽查10%，且均不能少于3件。要求焊點(diǎn)處金屬熔化均勻；壓入深度符合規(guī)定；焊點(diǎn)無(wú)脫落、漏焊、裂紋、多孔性缺陷及明顯的燒傷現(xiàn)象；制品尺寸，網(wǎng)格間距偏差應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定。偏差應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定。強(qiáng)度檢驗(yàn)時(shí)，從每批成品中切取。熱軋鋼筋焊點(diǎn)應(yīng)作抗剪試驗(yàn)；冷拔低碳鋼絲焊點(diǎn)處作抗剪試驗(yàn)外，還應(yīng)對(duì)較小鋼絲作拉力試驗(yàn)。強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)符合《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》的規(guī)定。試驗(yàn)結(jié)果，如有一個(gè)試件達(dá)不到上述要求，則應(yīng)取雙倍數(shù)量的試件進(jìn)行復(fù)檢。復(fù)檢結(jié)果，如仍有一個(gè)試件不能達(dá)到上述要求，則該批制品即為不合格。采用加固處理后，可進(jìn)行二次驗(yàn)收。
電阻點(diǎn)焊的特點(diǎn)
1、焊件間依靠尺寸不大的熔核進(jìn)行連接，熔核應(yīng)均勻，對(duì)稱的分布在兩焊件的貼合面上。
2、點(diǎn)焊是熱——機(jī)械（力）聯(lián)合作用的焊接過(guò)程。
3、點(diǎn)焊接頭質(zhì)量主要取決于熔核尺寸（直徑和焊透率）、熔核本身及其周圍熱影響區(qū)的金屬顯微組織及缺陷情況。同時(shí)若有壓紋過(guò)深，表面裂紋，貼損等表面缺陷，也會(huì)使表面疲勞強(qiáng)度降低。
點(diǎn)焊的工作原理
點(diǎn)焊工作原理見(jiàn)圖。將鋼筋的交叉部分置于點(diǎn)焊機(jī)的兩個(gè)電極間，然后通電，鋼筋溫升至一定高度后熔化，再加壓使交叉處鋼筋焊接在一起，焊點(diǎn)的壓入深度應(yīng)符合下列要求：熱軋鋼筋點(diǎn)焊時(shí)，壓入深度為較小鋼筋直徑的30%~45%；冷拔低碳鋼絲點(diǎn)焊時(shí)，壓入深度為較小鋼絲直徑的30%~35%。
點(diǎn)焊機(jī)的焊接回路主要是由電阻焊變壓器次級(jí)線圈，次級(jí)硬，軟件接件，電極臂（導(dǎo)電軸，軸瓦），電極握桿，電極（電極平板）等組成。
電阻點(diǎn)焊實(shí)際中的應(yīng)用和發(fā)展前景：
在汽車工業(yè)的應(yīng)用
電阻焊作為一種高效、廉價(jià)且機(jī)械化和 自動(dòng)化程度較高的連接技術(shù) ，在汽車工業(yè)中得到 了廣泛的應(yīng)用 。無(wú)論是在汽車車身組裝中，還是汽車零部件的生產(chǎn)中，電阻焊工藝都占了 相當(dāng)重要且相當(dāng)數(shù)量比例的地位 。
電阻焊在汽車零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用：
1 轎車橫梁裝配焊接
2 液力變矩器平衡塊焊接
3 傳動(dòng)軸平衡塊凸焊
4 汽車制動(dòng)蹄焊接
汽車車身焊裝線上的電阻焊設(shè)備主要有 3 類:
a. 懸掛式點(diǎn)焊機(jī) 它是目前車身焊裝生產(chǎn)線上的主要設(shè)備，用于車身的各個(gè)部位的裝配點(diǎn)焊，特別用于點(diǎn)焊焊接位置復(fù)雜多變的部件。
b. 點(diǎn)焊機(jī)器人 為了提高車身焊裝線的自動(dòng)化程度 ，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，保證焊接質(zhì)量，在現(xiàn)代化的車身焊接生產(chǎn)線上，采用點(diǎn)焊機(jī)器人代替笨重的懸掛式點(diǎn)焊機(jī)，以代替人的單主要從事壓力焊工藝及設(shè)備 、焊接自動(dòng)控制等方調(diào)、重復(fù)、長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)體力勞動(dòng) 。同時(shí)，還適應(yīng)產(chǎn)品的多樣化生產(chǎn)。
c. 多點(diǎn)焊機(jī) 采用多點(diǎn)焊工藝的目的是為了提高生產(chǎn)效率，減小焊接變形，在車身焊裝生產(chǎn)線上，車身底板的點(diǎn)焊裝配經(jīng)常采用多點(diǎn)焊機(jī)。
電阻點(diǎn)焊的發(fā)展及現(xiàn)狀
電阻點(diǎn)焊技術(shù)的技術(shù)研究中，研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)是點(diǎn)焊電源，電阻點(diǎn)焊電源提供電阻焊的電阻加熱能量，它的發(fā)展經(jīng)歷了單相工頻交流點(diǎn)焊機(jī)、直流脈沖點(diǎn)焊機(jī)、三相低頻點(diǎn)焊機(jī)、次級(jí)整流式及電容儲(chǔ)能式點(diǎn)焊機(jī)的過(guò)程，80年代中期又出現(xiàn)了逆變式點(diǎn)焊機(jī)。日本、美國(guó)等國(guó)家先后推出逆變式電阻焊機(jī)產(chǎn)品，并應(yīng)用于汽車、家電、電子行業(yè)，建立起以逆變點(diǎn)焊機(jī)器人為主的汽車車身焊裝線，使逆變式電阻點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。目前，逆變電阻焊機(jī)主要用于中小功率焊機(jī)及集成點(diǎn)焊鉗上。
目前，對(duì)于逆變電源的控制，有采用集成移相控制芯片與微型計(jì)算機(jī)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源能量的恒流控制；也有使用了數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為主控芯片，通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)控制方式，這些控制方式主要有傳統(tǒng)移相控制、雙極性控制和有限雙極性控制三種方式，也有通過(guò)在雙極性控制和有限雙極性控制兩種控制方式基礎(chǔ)上增加移相控制，形成移相雙極性控制方式和移相有限雙極性控制方式。通過(guò)對(duì)各種控制方式下的檢測(cè)分析，傳統(tǒng)移相控制方式實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，其開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通功率損失小，更適合精密逆變點(diǎn)焊電源。
電阻點(diǎn)焊電源技術(shù)快速發(fā)展，但其加壓技術(shù)卻還沒(méi)有得到相應(yīng)的發(fā)展，這將影響著電阻點(diǎn)焊技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
國(guó)外電阻焊技術(shù)的最新發(fā)展
1計(jì)算機(jī)模擬的工業(yè)應(yīng)用
計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬有其成本低，參數(shù)改變靈活、方便等優(yōu)點(diǎn)，但目前大部分都用于離線計(jì)算和模擬，如何將這種方法有效地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行在線評(píng)估和控制，這個(gè)問(wèn)題也成為近年來(lái)焊接學(xué)家們研究的一個(gè)重點(diǎn)。丹麥學(xué)者Zhang,Wenqi基于長(zhǎng)期的工程研究和工業(yè)合作，開(kāi)發(fā)了一個(gè)新的基于有限元方法的焊接軟件:SORPAS,用于模擬電阻凸焊和點(diǎn)焊過(guò)程。為了使該軟件能被工廠中的工程師和技術(shù)員直接應(yīng)用，電阻焊中的所有參數(shù)被考慮并自動(dòng)地在軟件中實(shí)現(xiàn)。該軟件支持Windows友好界面，操作靈活，對(duì)工件及電極可靈活地進(jìn)行幾何形狀設(shè)計(jì)，參數(shù)設(shè)置猶如正式焊機(jī)，它可用于工業(yè)中支持產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和工藝優(yōu)化?，F(xiàn)在Volkswangen, Volvo, Siemens和ABB等公司都開(kāi)始采用此軟件。美國(guó)華盛頓大學(xué)的Li,Wei提出了一個(gè)基于接觸區(qū)域的點(diǎn)焊質(zhì)量評(píng)估模型，它是用一個(gè)有限元分析模型來(lái)表示接觸區(qū)域變化，根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行在線應(yīng)用，經(jīng)試驗(yàn)：在不同的電極尺寸、電極力、焊接時(shí)間和電流下這種方法是成功的，它將為電阻焊監(jiān)測(cè)和控制提供重要的信息。
2新型材料的可焊性研究
隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品(特別是汽車)外殼用材的性能提出了更高的要求，并促進(jìn)了產(chǎn)品用材的更新?lián)Q代。例如，為了改善汽車外殼的抗腐蝕性能，提高汽車的使用壽命，在汽車車身制造中大量采用鍍鋅鋼板代替普通冷軋鋼板；為了減輕車身總體重量，節(jié)省能源消耗，世界各大汽車公司正在開(kāi)發(fā)鋁合金或高強(qiáng)鋼車身的汽車。由于在汽車車身等薄板結(jié)構(gòu)的裝配制造中，大量采用電阻點(diǎn)焊方法，為保證焊接質(zhì)量，研究鋁合金、鍍鋅鋼板高強(qiáng)鋼等新材料的電阻點(diǎn)焊性能已成了非常迫切的任務(wù)。近年來(lái)，各國(guó)焊接工作者就此方面做了大量的理論及實(shí)際研究工作，并取得了一定的成績(jī)。
5、 選用Solidworks三維設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)勢(shì)
1、 Solidworks菜單少，使用直觀、簡(jiǎn)單，界面友好。
2、 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口豐富，轉(zhuǎn)換成功率高。
3、 Solidworks與I-DEAS、ANSYS、Pro-e、AutoCAD等之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換均非常成功、流暢。
4、Solidworks具有很好的設(shè)計(jì)柔性，使設(shè)計(jì)過(guò)程靈活、方便修改。
6、 工作的進(jìn)度安排及最終完成時(shí)間
1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作及開(kāi)題報(bào)告
①查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，了解電阻點(diǎn)焊鉗在汽車工業(yè)上的用途，熟悉電阻點(diǎn)焊鉗的工作原理，組成結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)特點(diǎn)；分子主要零部件的靜臂的材料特性和結(jié)構(gòu)特性，了解工藝工裝的有關(guān)內(nèi)容（1周）
②學(xué)習(xí)掌握Solidworks設(shè)計(jì)方法及實(shí)際應(yīng)用
③構(gòu)思設(shè)計(jì)流程框架，撰寫開(kāi)題報(bào)告（設(shè)計(jì)思路。計(jì)劃進(jìn)程等，3000字），撰寫文獻(xiàn)綜述（3000字）。（1周）
2 主要零件工藝工裝設(shè)計(jì)與優(yōu)化（總7周）
①零件圖的二維繪制，三維建模，二維工程圖輸出（1周）
②毛坯圖三維建模，二維工程圖輸出（1周）
③制定出零件的加工工藝路線，重點(diǎn)工序的工時(shí)定額，鞋靴用量計(jì)算，填寫加工工藝和工序卡（1周）
④夾具實(shí)體建模運(yùn)動(dòng)仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)（3周）
⑤夾具而為裝配圖，專用零件圖繪制（1周）
3 外文翻譯（1周）
4 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書（1周）
5 修改打印，輸出圖紙，流程圖及設(shè)計(jì)說(shuō)明書（1周）
6 最終完成時(shí)間：2013年5月
7、 主要內(nèi)容及應(yīng)完成的工作
1 了解汽車工業(yè)中廣泛使用的電阻點(diǎn)焊鉗的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2 分析其中的組要組成零件的材料和結(jié)構(gòu)特性，制定其加工工藝規(guī)程，生成有關(guān)的工藝文件
3 利用Solidworks進(jìn)行有關(guān)工序工裝的實(shí)體建模運(yùn)動(dòng)仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)，并輸出二維工程圖。
8、 現(xiàn)有條件及必須采取的措施
應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)：
1、 電阻點(diǎn)焊鉗在汽車工業(yè)上的應(yīng)用方面有關(guān)文獻(xiàn)資料
2、 焊接設(shè)備與方法有關(guān)的教材與手冊(cè)資料
3、 機(jī)械加工工藝手冊(cè)與資料
4、 夾具設(shè)計(jì)教材與圖冊(cè)
5、 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程（鄒青主編）
6、 機(jī)械加工工藝手冊(cè)，第二版，王先逵主編
7、 機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1998
8、 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，楊黎明，國(guó)防工業(yè)出版社
9、 Solidworks三維設(shè)計(jì)教材及有關(guān)參考書
6
汽車車身用鋁合金與鋼材料電阻點(diǎn)焊技術(shù)研究
摘要：綜述了鋁合金與鋼的電阻點(diǎn)焊技術(shù)的研究現(xiàn)狀。介紹了工藝墊片法和過(guò)渡層法兩類工藝方法，分析了其各自特點(diǎn)。利用工藝墊片法能夠以較低的焊接電流獲得具有很高抗剪強(qiáng)度的接頭；采用過(guò)渡層法能獲得具有較高抗拉強(qiáng)度的接頭，但焊接時(shí)需要較高的焊接電流。并就此指出了今后鋁鋼的電阻點(diǎn)焊的研究方向。
1、 緒論
隨著整個(gè)汽車工業(yè)的發(fā)展，節(jié)約資源、減少環(huán)境污染成為整個(gè)汽車工業(yè)亟待解決的兩大問(wèn)題。材料輕量化成為汽車制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，作為汽車輕量化材料中最主要的兩類材料，由高強(qiáng)度鋼板和鋁合金鋼組成的鋼-鋁一體化車身結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)車身框架結(jié)構(gòu)輕量化和高強(qiáng)度的重要途徑。在汽車工業(yè)中，由于鋼和鋁之間的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等物理性能存在著較大的差異以及它們之間易形成極脆金屬間化合物，使得難以形成質(zhì)優(yōu)、穩(wěn)定的點(diǎn)焊接頭。因此，開(kāi)展高強(qiáng)度鋼板與鋁合金異種材料點(diǎn)焊工藝機(jī)理研究，具有重大的工程應(yīng)用價(jià)值。
為了既能實(shí)現(xiàn)車身輕量化又能保證其安全性系數(shù)，多元材料結(jié)構(gòu)型車身越來(lái)越受到汽車工業(yè)的青睞。在這種車身結(jié)構(gòu)里，承重部位和加強(qiáng)零件使用傳統(tǒng)的鋼材或超高強(qiáng)度鋼以確保安全性，其余部位則采用鋁合金、鎂合金等輕材料以實(shí)現(xiàn)車身整體輕量化[1]。因此，在焊裝這種車身結(jié)構(gòu)時(shí)，將必然涉及到鋁合金和鋼之間的異種材料連接。而電阻點(diǎn)焊因具有生產(chǎn)效率高、操作簡(jiǎn)便、不需填充材料、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，迄今仍是汽車車身生產(chǎn)的主要焊接方法[2－3]。
由于鋁合金和鋼的電阻率、熱導(dǎo)率、熔點(diǎn)等熱物理性能差異很大，且兩者之間的的固溶度較低，容易在界面生成脆性的反應(yīng)層[4－6]，這兩種材料之間的連接還存在一些問(wèn)題。為此，許多學(xué)者對(duì)鋁鋼之間的連接進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在此綜述鋁合金與鋼之間的電阻點(diǎn)焊技術(shù)研究現(xiàn)狀，分析了各方法的特點(diǎn)，探討了界面反應(yīng)層對(duì)接頭性能的影響，并展望了今后鋁鋼的電阻點(diǎn)焊的研究方向。
2、 主體
1 現(xiàn)代汽車車身金屬用材
目前，汽車用材的研發(fā)動(dòng)向主要有兩點(diǎn)：1)車身材料的混合設(shè)計(jì)，即根據(jù)對(duì)車輛性能的不同要求采用復(fù)合材料車身概念，如增加低密度的鋁合金、鎂合金、塑料和復(fù)合材料等的使用量。2)使用高強(qiáng)度材料降低鋼板厚度規(guī)格，這主要表現(xiàn)在高強(qiáng)鋼或超高強(qiáng)鋼的使用，車用鋼板在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍為車身的主要用材。由高強(qiáng)度鋼板和鋁合金鋼組成的鋼-鋁一體化車身結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)的鋼車身基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以高強(qiáng)鋼減少車身鋼板的質(zhì)量，以鋁合金材料替代某些構(gòu)件或組件，由多種材質(zhì)的薄壁梁結(jié)構(gòu)經(jīng)可靠連接，實(shí)現(xiàn)車身框架結(jié)構(gòu)的輕量化和高強(qiáng)度，鋼-鋁一體化車身結(jié)構(gòu)已成為今后車身輕量化的發(fā)展技術(shù)路線[8，9]。
1.1 鋁合金
在輕質(zhì)材料中，由于聚合物類的塑料制品在回收環(huán)節(jié)存在環(huán)境污染問(wèn)題，鎂合金材料的價(jià)格和安全性也限制了它的廣泛應(yīng)用，而鋁合金材料由于資源豐富，并隨著電力工業(yè)的發(fā)展和鋁冶煉工藝的改進(jìn)，使鋁的產(chǎn)量迅速增加，成本相應(yīng)下降。此外，鋁合金具有一系列優(yōu)良特性，如密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、彈性好、抗沖擊性能良好、高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電、耐磨、耐腐蝕、表面易著色、良好的加工成型性以及高的回收再生性等，使得鋁合金在汽車工業(yè)中逐漸廣泛應(yīng)用成了不可阻擋的趨勢(shì)。
鋁合金在汽車工業(yè)中呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。所用的鋁合金基本上屬于兩大類，即鑄造鋁合金和變形鋁合金，前者主要生產(chǎn)各種鑄件如發(fā)動(dòng)機(jī)上的部分零部件（活塞、缸蓋等）以及變速箱、制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向器等部件上的部分鋁合金鑄件；后者主要用于生產(chǎn)各種加工材（如板、帶、型、棒、線）及鍛件，各類加工材一般要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工才能成為汽車零部件如汽車水箱、車用空調(diào)的蒸發(fā)器和冷凝器以及車身各部分等。其品種構(gòu)成是鑄件占 80%左右，鍛件只占 1%～3%，其余是加工材[10]。
1.2 現(xiàn)代車用鋼板
鋼材是汽車制造的主要原料，據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)一輛汽車的原材料中，鋼材所占的比例約為 72%～88%。用于汽車制造的鋼材品種主要有型鋼、中板、薄板、鋼帶、優(yōu)質(zhì)鋼材、鋼管等，其中以薄板和優(yōu)質(zhì)鋼材為主，薄板主要用于車身，要求鋼板成型性能良好、表面質(zhì)量好、厚度公差小。按鋼板特點(diǎn)分，車身用鋼板可分為特殊鋼板和普通低碳鋼板。其中特殊鋼板又可分為高強(qiáng)度鋼板、涂層鋼板、拼焊鋼板等；普通低碳鋼板多用于中低檔汽車車身和結(jié)構(gòu)零件(如前后縱梁、轉(zhuǎn)向器橫梁、車身 B 立柱及各零件加強(qiáng)板等)。隨著對(duì)車身輕量化、高剛度等要求的進(jìn)一步提高，高強(qiáng)度鋼板、涂層鋼板在車身的使用比率逐年提高。在汽車用高強(qiáng)度鋼板中，雙相鋼(DP)、復(fù)相鋼(CP)、相變誘發(fā)塑性鋼(TRIP)和馬氏體鋼(MART)等的強(qiáng)度范圍為 500～1600MPa，均具有高的減重潛力、高的碰撞吸收能、高的成形性和低的平面各向異性等優(yōu)點(diǎn)，在汽車上得到了廣泛應(yīng)用[11]。
目前在車身材料中還大量應(yīng)用著涂層鋼板，主要有鍍鋅鋼板、鍍鋁鋼板、鍍銅鋼板、鍍鉛錫鋼板、鍍鉻鋼板及涂覆塑料或?qū)訝顝?fù)合板，其中以鍍鋅鋼板的應(yīng)用最廣，轎車用涂鍍鋼板占其鋼板總量的比例已超過(guò) 50%。隨著汽車輕量化發(fā)展，高強(qiáng)度鍍鋅鋼板的使用越來(lái)越廣泛，特別是中高檔轎車車身幾乎完全使用鍍鋅板，鍍鋅鋼板厚度從 0.5～3.0mm，其中車身覆蓋件多用 0.6～0.8mm 的鍍鋅鋼板。鍍鋅鋼板一般以 DP 鋼、TRIP 鋼、CP 鋼等高強(qiáng)度鋼板為基板。高強(qiáng)度鍍鋅鋼板在成型性能、烘烤硬化性、以及焊接性能等方面也有其獨(dú)特的優(yōu)越性能，在汽車工業(yè)中取代普通的冷軋鋼板已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)。
2 鋁鋼電阻點(diǎn)焊工藝方法
目前，關(guān)于鋁合金與鋼的異種材料電阻點(diǎn)焊的研究主要有如下兩類工藝方法。
2.1采用工藝墊片法
由于鋁合金和鋼的電阻率、熱導(dǎo)率差異很大，致使焊接過(guò)程中析熱不平衡以及熔核(Nugget)偏析現(xiàn)象。為此，采用工藝墊片法對(duì)鋁鋼異種材料材進(jìn)行電阻點(diǎn)焊[4，7]。即在點(diǎn)焊時(shí)，在鋁合金板與電極之間夾一材質(zhì)為鋼的工藝墊片(Cover Plate)用來(lái)改善鋁側(cè)的析熱。強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果顯示，采用工藝墊片法焊接鋁鋼異種材料可在較低焊接電流條件下獲得具有較高抗剪強(qiáng)度的接頭。與鋁合金同種材料接頭相比，用這種方法焊接的鋁鋼接頭具有同等程度的抗剪強(qiáng)度和較低的抗拉強(qiáng)度，表明界面反應(yīng)層將使接頭抗拉強(qiáng)度降低而對(duì)接頭的抗剪強(qiáng)度沒(méi)有影響[7]。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)盡量避免焊接界面與受力方向垂直的接頭結(jié)構(gòu)，而選擇界面平行于受力方向的工藝設(shè)計(jì)。
2.2采用中間過(guò)渡層法
如上所述，鋁鋼直接接觸焊接，兩者發(fā)生界面反應(yīng)而影響接頭抗拉強(qiáng)度。因而，中間過(guò)渡層法被諸多學(xué)者所采用。即焊接鋁鋼異種材料時(shí)，在兩者之間插入第三金屬或合金，使鋁鋼不直接接觸以避免鋁鋼界面反應(yīng)。一般與兩母材有較高固溶度且具有一定強(qiáng)度能滿足接合要求的金屬作為中間過(guò)渡層將能很好地改善接頭性能?？墒菍?shí)際上很難發(fā)現(xiàn)這樣的中間過(guò)渡層金屬。為此，一些其他材料被選為過(guò)渡層用來(lái)焊接鋁合金與鋼[6,13]。
3 鋁合金及鋼的電阻點(diǎn)焊
3.1鋁合金的電阻點(diǎn)焊
由于鋁合金在其物理性能上的特殊性,使它在電阻點(diǎn)焊可焊性方面與常用冷軋低碳鋼相比有其一定的特點(diǎn),其中存在的最嚴(yán)重的問(wèn)題是電極的燒損及壽命問(wèn)題對(duì)于一般低碳鋼的點(diǎn)焊,電極壽命可以達(dá)到幾千點(diǎn),而鋁合金的點(diǎn)焊一般僅能達(dá)到幾十點(diǎn)[12]。鋁合金電阻點(diǎn)焊技術(shù)還存在著飛濺問(wèn)題、焊點(diǎn)表面成型質(zhì)量問(wèn)題及點(diǎn)焊接頭的焊接質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題,這些問(wèn)題皆與電極的磨損及其工作壽命存在著密切的關(guān)系。因此,電極磨損及壽命問(wèn)題是鋁合金電阻點(diǎn)焊技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。
國(guó)內(nèi)的天津大學(xué)在鋁合金點(diǎn)焊電極壽命研究方面做了較多的工作[12]:研究了工件表面清理工藝對(duì)電極壽命的影響;研究了鋁合金連續(xù)點(diǎn)焊焊點(diǎn)表面質(zhì)量及電極端面狀態(tài)變化情況;研究了點(diǎn)焊過(guò)程電極燒損的形式;進(jìn)行了電刷鍍鉆的電極表面改性及電流波形控制以提高鋁合金點(diǎn)焊電極壽命吳志生等人從電極端而銅鋁合金化的角度進(jìn)行了研究,認(rèn)為點(diǎn)焊電極/工件接觸面的銅鋁合金化是鋁合金點(diǎn)焊電極壽命顯著降低的根本原因,并提出了采用深冷處理電極的方法來(lái)提高電極壽命。
3.2鍍鋅鋼板的電阻點(diǎn)焊
近年來(lái),為防止銹蝕,國(guó)外汽車生產(chǎn)中大量采用鍍鋅板,其結(jié)果是導(dǎo)致可焊性惡化,每輛轎車中大致有3000一4000個(gè)點(diǎn)焊焊點(diǎn),大批量的生產(chǎn)帶來(lái)了一系列的問(wèn)題,因而引起焊接界的廣泛關(guān)注,開(kāi)始進(jìn)行比較深入的研究,雖然已取得一些進(jìn)展,但迄今為止仍沒(méi)有得到比較圓滿的解決。
與無(wú)鍍層碳鋼板點(diǎn)焊相比,鍍鋅鋼板的點(diǎn)焊主要有兩點(diǎn)不同,一是在通電加熱時(shí),由于鋅的熔點(diǎn)低(約420℃),工件間的鋅層先于鋼板熔化,在壓力的作用下將之排擠出焊接區(qū)域,形成一個(gè)鋅的園環(huán),將焊核包在其中,由于鋅環(huán)的分流作用,故需要更大的焊接電流,以及適當(dāng)增大壓力和延長(zhǎng)通電時(shí)間。二是在通電時(shí)熔化的鋅與電極相互作用,在電極表面形成一合金層,同時(shí)一些氧化了的鋅也附在電極上,這樣就改變了電極的物理性能和形狀,使得電極迅速“磨損”,壽命大大降低,如一對(duì)電極焊無(wú)鍍層鋼板時(shí),可焊數(shù)千個(gè)焊點(diǎn),而鍍鋅板則可能只焊20個(gè)焊點(diǎn)就需更換或修理。這對(duì)于大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題,特別是在采用點(diǎn)焊機(jī)器人的情況下更是如此。目前對(duì)于鍍鋅板點(diǎn)焊的研究主要從三個(gè)方面著手一是鍍鋅板的性能對(duì)可焊性的影響.如鍍鋅層的厚度、成分、形態(tài)、表面狀態(tài)等;二是對(duì)鍍鋅板點(diǎn)焊工藝及設(shè)備的要求;三是對(duì)鍍鋅點(diǎn)焊電極材料的研究[16]。
3、 總結(jié)
鋼-鋁一體化車身結(jié)構(gòu)是高性能輕質(zhì)材料的應(yīng)用及發(fā)展方向。目前，鋼-鋁連接機(jī)理及技術(shù)的研究仍處于起步階段，尚未形成成熟理論和技術(shù)工藝。現(xiàn)有的低碳鋼-鋁合金點(diǎn)焊連接研究對(duì)抑制和控制界面化合物的生成、提高接頭強(qiáng)度等內(nèi)容進(jìn)行了研究，但在提高電阻點(diǎn)焊效率方面有待進(jìn)一步完善；在鋼-鋁電阻點(diǎn)焊的界面反應(yīng)機(jī)理等方面仍需進(jìn)一步深入研究。已有的研究?jī)?nèi)容未涉及高強(qiáng)鋼-鋁合金點(diǎn)焊條件下焊接熱循環(huán)以及焊接接頭熔核形成機(jī)理。因此，進(jìn)行鋼-鋁一體化車身結(jié)構(gòu)的電阻點(diǎn)焊機(jī)理的基礎(chǔ)理論研究，為解決鋼-鋁一體化車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)的瓶頸,擴(kuò)大鋁-鋼異種金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)在工程中應(yīng)用提供新的研究方向，對(duì)提升自主創(chuàng)新技術(shù)能力、提高新型節(jié)能汽車的自主研發(fā)水平有著重要意義。
由于鋁合金與鋼的物理、冶金性能差異較大，致使它們之間的焊接難度較大?，F(xiàn)在，多種的焊接工藝方法已被嘗試，雖然較大地提高了接頭性能，但尚未達(dá)到實(shí)用化層面。所以，為推動(dòng)汽車輕量化的進(jìn)展，今后在對(duì)鋁鋼界面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、合金元素對(duì)界面反應(yīng)的影響、界面反應(yīng)生成物類型、形貌和厚度對(duì)接頭性能的影響等現(xiàn)象解明的同時(shí)，研究開(kāi)發(fā)一些新工藝、新技術(shù)也是非常重要的。
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