高分子材料在汽车焊接装配中的应用

第一篇：高分子材料在汽车焊接装配中的应用

高分子材料在汽车焊接装配中的应用

车制造过程是由金属、非金属材料经过锻造、冲压、焊接、装配等工序组成的复杂的过程。汽车车身是汽车的主要组成部分，是汽车功能的主要载体，要求其具有美观时尚的外形，以满足人们的审美观；要求其具有安全的结构强度，以保证驾乘人员安全；要求其具有优良的密封性和防腐蚀性以及防噪、防震、隔热、隔音、阻尼功能，降低车内噪音和振动，从而提高车身使用寿命，并为顾客提供更为舒适的驾乘空间。因而作为保证和实施上述功能的车身焊装技术及新型高分子材料的应用，日益为汽车制造商所重视。

近年来，在汽车焊装工序中，广泛采用高分子粘接和密封技术来提高车身强度、耐疲劳性、抗腐蚀性、密封性、减震降嗓性等指标，并部分取代了焊接技术。本文将对该工序近年来的一些高分子材料的应用情况做一些介绍。

在焊装线使用的粘接、密封、补强材料，除了要满足汽车用胶的一般性能外，焊装工序用材料还必须具有优良的油面施工性和粘接性，无毒害，不易燃，能承受涂装前处理工艺的冲洗，不污染电泳液及涂层质量，对涂装工艺不会产生不良影响等特殊要求。目前焊装工序应用的高分子材料主要有6类： 折边胶和折边胶带(结构胶)

汽车的车门、发动机罩盖和行李箱盖板等部件通常是将内、外盖板折边后点焊连接的。但是这种工艺使车身表面增添了许多由焊接而造成的凹坑，严重影响了车身的外观质量。为了解决这个问题，国外从70年代开始采用粘接取代点焊的方法来生产汽车车门、发动机罩和行李箱盖的折边结构，所用的粘接剂称为折边胶。图1为折边工艺过程示意图。

以粘接代替焊接制造汽车折边部件有着十分广泛的应用前景，是汽车制造工艺的发展方向之一，在国外汽车厂家已获得广泛应用。根据国外标准和应用情况，折边胶剪切强度不应小于20Mpa，剥离强度不应小于3KN/m。除了车门、发动机罩、行李箱盖以外，也可用于侧围等其它部位。折边胶带(或结构胶片)是随着国外新车型进入我国的高性能汽车结构粘接材料，现用于一汽丰田轿车的中控门锁加强件等部位的粘接，该部位由于间隙较大，因而糊状折边胶因施工问题难以应用。折边胶带的剪切强度、剥离强度等主要参数均优于折边胶，可部分代替糊状折边胶使用，例如字通客车，但价格较贵，适合推广应用于汽车其他间隙较大或高承力结构部位的粘接。折边胶带(片)己由北京龙苑公司研制成功并成功应用，产品符合日本丰田技术标准。点焊密封胶和焊接胶带

焊装工序是将冲压好的各种薄板零件采用焊接方法组装部件，如今在大规模自动化的汽车生产线上，点焊焊接工艺被普遍采用。但该工艺存在的缺陷是，两个焊点之间焊缝存在不可避免，焊缝处密封性的好坏直接关系到车身的质量和耐锈蚀能力，是整车技术性能中一项十分重要的指标。在汽车制造中，如果各钣金件连接处的缝隙没有采取有效措施进行密封，汽车在行驶中必然出现漏水、透风和漏尘现象，严重的

可能引起焊缝处钢板的锈蚀，使钢板过早穿孔，加速车辆的报废。汽车制造业现在通用的焊缝密封方法是涂布点焊密封胶。按其使用性能上可以分为膨胀型和非膨胀型两大类，使用工艺如下：冲压件在焊装前，将胶涂敷在冲压件结合处的单板上，然后将两板合拢点焊，点焊胶随电泳漆、中涂面漆等烘烤工序一块固化。

汽车生产中使用的点焊密封胶要求具有好的施工工艺性、触变性，能够保证密封性能，在经过后序涂装工艺前处理时，不被冲洗掉，同时不能污染电泳液，点焊胶中不能含有有机硅类物质，微量的有机硅树脂都可能对电泳漆和面漆质量造成危害。点焊胶不能影响焊点的强度，焊接时不能分解出有毒气体或能引起金属锈蚀的物质，加热过程中不流淌，胶膜固化后足够的弹性和附着力，耐介质，耐老化。

上面介绍的点焊胶绝大多数都是膏状物，这种膏状密封胶在性能上能满足技术要求，但在施工工艺上却有不足之处，如需专用机械涂胶机或手动涂胶枪；施胶量不易控制，施胶过多会在搭接件点焊时溢出，污染工位，影响生产效率；过少时易产生缝隙，导致密封失败。我们公司根据日本同类产品指标，结合多年为各大汽车厂配套服务的经验，研制出了膨胀型点焊密封胶带，产品性能完全达到了日本丰田技术标准，克服了糊状点焊胶施工不方便的缺点，大大提高了汽车生产厂家的生产效率。膨胀型防震粘接剂(半结构胶)在汽车车身制造过程中，车身覆盖件外板与车架的、车身驾驶室顶盖与加强梁、车门、发动机罩盖以及行李箱盖与加强梁或内外板等部件的组合，过去通常采用直接焊接方法。该类部件中零件之间的间隙较大，点焊或C02保护焊均会严重影响制件外观质量，而且较大的间隙在行车中可能因振动而生产噪音。为了克服以上缺点，现在通常做法为在焊装前，将膨胀型防震粘接剂涂布在薄板与加强件之间，经油漆烘干设备加热固化，胶层具有较高的粘接强度，受热膨胀后将加强件与外板紧密结合成为一体，可以完全取消结合焊点，因而可以提高车身外表的美观性，消除行车中的振动和噪声，膨胀型防震粘接剂的使用部件如图2。

膨胀型防震粘接剂通常为糊状物，其使用工艺条件和要求与点焊密封胶基本相同。由于是糊状，膨胀型防震粘接剂在用于汽车引擎盖、车身侧板等大缝隙填充减震时，由于施胶部位间隙都比较大，在施胶后的装配过程中常常引起胶料挤出飞流挂，导致缺胶起不到减震效果的问题。国外最新进展是采用成型的膨胀橡胶胶带来解决该问题，该膨胀型减震胶带由于采用合成橡胶材料，状态呈固态，克服了上述缺点，而

且减震效果也远远优于糊状减震材料。龙苑公司吸取国外同类产品优点，已研制成功并有多种型号产品获得广泛应用。补强胶片(部件局部增强和延寿材料)

随着汽车向轻量化、高速、节能方向的进一步发展，车身钢板厚度控制越采越严，汽车钢板在车身成型过程中，因冲压拉伸变得较为薄弱，加之在汽车长期使用过程中，薄弱处如车门拐角、拉手等部位经常开启、关闭受到反复的拉力、撞击和振动等应力作用，会导致该处金属板产生疲劳，在应力能量不能分散、消耗情况下，导致这些部位产生裂纹。国外汽车厂家譬如丰田、大众等一般采用局部粘贴复合材料补

强的方法来解决该问题。粘贴补强胶片的目的就是通过补强胶片中橡胶分子的松弛作用，在受力作用下产生位移和形变，使应力均匀分散，从而消耗掉外界施加的能量，消除或减弱应力能量对钢板的影响，增强其抗疲劳性，避免裂纹的产生或阻止其扩展。

通过贴附补强胶片不仅能提高钢板的疲劳断裂强度，弯曲强度和刚度，且在碰撞时通过自身形变吸收冲击能量，提高车身耐撞性，有效提高车身的安全性能指标。图4为二者对比，由数据可看出：粘贴补强胶片钢板的最大破坏载荷为810牛顿，比未粘贴补强钢板的最大破坏载荷643牛顿高出167牛顿，增加了25%的破坏载荷。由此可见，在需要局部增强的部位粘贴补强胶片可以大大提高部件的使用寿命。补强胶片系近两年来国内汽车长开始使用的新产品，本公司生产的LY—306和LY-308补强胶片已在多家汽车厂成功应用获得一致好评。

隔音降噪一高膨胀填充物

为了降低汽车车身整体重量而不降低汽车整体强度，往往将某些加强部位做成空腔结构，如车身前风挡玻璃两侧立柱(A立柱)、门立柱(B立柱)等部位，但这些部位在车辆高速行驶过程中，车身的扭转刚度对汽车行驶性能影响显著，刚度不强，A、B立柱、车门、顶盖等断面在汽车行驶过程中受力产生变形，尤其是在发生意外碰撞是后更是如此；而且车身外部噪音会进入立柱空腔，产生共振现象而导致车厢内噪音升高，从而影响汽车的驾乘舒适性。目前汽车工业开始使用新型的高发泡材料用于汽车补强、降噪。目前大多数高档车型如奥迪A6都在A立柱填充了发泡材料。

目前应用的高膨胀材料一般分为两类，一类是单组份聚氨酯发泡材料，发泡倍率10～20倍左右，主要在总装工序使用，其优点是膨胀倍率高，施工迅速，缺点是需要专门的施工设备，投资大，单组分发泡聚氨酯成本高；另一种是橡胶型高发泡材料，发泡倍率在8～15，用于焊装工序，同电泳、中涂、面漆一块膨胀固化，其优点是施工方便，投资小，不污染电泳液、面漆，缺点是膨胀率不如单组分发泡聚氨酯。

试验证明，同等质量的发泡增强材料比传统的钢板加厚材料的抗冲击性能提高100%左右，本公司与一汽合作试验，通过对某车型50辆汽车A/B立柱填充LY—307橡胶型高膨胀填充物，其驾驶室平均噪音下降5分贝左右。

六、导电防腐涂料-导电底漆

在轿车行业，车身都是采用电泳来解决车身防锈问题的，但在客车行业，因为客车车身巨大，如果采用电泳漆而要修建的电泳槽投资太大，因而国内客车企业大部分采用涂刷防锈漆的方法解决车身防锈问题，传统的防锈漆均不导电，一般是先将焊接组装后涂刷防锈漆，或者先涂防锈漆，再于焊装前打磨掉待焊部位的防锈漆，这样在焊点部位乃至整个搭接区域未得到有效的防腐蚀保护，往往导致该部位产生锈蚀

源。本公司的单组分/双组分导电底漆既有效的实现了全面防护，又满足了焊装工艺的要求，多年采在北京北方、金华北方、宇通客车、重庆安凯、中通客车等成功使用，反映良好。

上文简要介绍了几种新型高分子材料在汽车焊装工序中的应用情况，随着国际间汽车制造技术的发展和交流，必将有更多更新的高分子材料应用于汽车制造工业。

参考文献 1 聂清武 时鸿栋 在汽车车身成型工艺中如何正确选用点焊密封胶 粘接，1997，(4)：34～37； 邓仕珍 范增海 汽车车身制造工艺学 北京：北京理工大学出版社，1997； 3 乐玉汉 轿车车身设计 北京：高等教育出版社，2000； 伍必兴 栗成金 聚合物基复合材料北京：航空工业部材料室，1990； 5 杨清芝 现代橡胶工艺学 北京：中国石化出版社，1999； 马宝珊 吴荣珍 科学工作者常用数据手册 黑龙江：黑龙江科学技术出版社，1986。作者简介：聂清武(1943一)，男，研究员级高级工程师。1966年毕业于西北工业大学高分子材料专业，本科学历：1976年起从事航空结构胶接技术方面研究，共获国家科技进步二等奖、航空科技进步二等奖等6项。1989年创办龙苑公司，现任公司总经理。

第二篇：高分子复合材料在各种航空航天工具中应用

高分子复合材料在各种航空航天工具中应用

多种高性能的高分子复合材料目前已经用于各种航空航天工具中。例如，碳纤维复合材料不久前还只在军用飞机上用做主结构如机身和机翼。但是，近年来先进复合材料已开始用于大型民航客机上用做主结构，玻纤增强塑料也大量使用在一些较为次要的部位。

在美国，碳纤维复合材料主要用于航空航天工业；在欧洲，碳纤维复合材料在航空航天领域的使用量达到33%，仅次于其他工业用途。例如，无人驾驶飞机上，目前已经大量使用碳纤维复合材料。

新近推出的波音公司新型民航客机7E7和空中客车公司A380，都开始采用航空航天复合材料作飞机的主结构。这是因为复合材料能提供目前制铝工业所能提供的铝合金大致相同的性能，而且复合材料还能进一步降低成本。此外，复合材料还有耐久性好，所需保护少，零部件可以整合，耐腐蚀性强，通过利用智能纤维材料和嵌入式传感器进行结构监测等优点。

7E7客机绝大多是用复合材料制造的，将需要约25吨增韧碳纤维增强环氧树脂叠合材料和夹层材料。A380也使用通常的复合材料结构，例如机翼包皮的40％采用碳纤维增强塑料，减轻质量1.5t，减轻全装配结构11.6t。尾翼的大部分包括尾翼的安定面是碳纤维复合材料，仿照老式空中客车客机。未增强的后机身由连接到复合材料机架上的复合材料与合金架的组合体上的碳纤维蒙皮构成。总计复合材料将占机架质量的大约16%，减轻同种规模的全金属结构（空飞机的总质量将约为170t）。

第三篇：材料热力学在焊接中的应用

材料热力学在焊接中的应用

1.材料热力学在吕铁异种材料连接中的应用

铝及铝合金具有比强度大、重量轻等特性“而钢具有高强度、抗腐蚀性等优点”因此铝和钢的焊接结构具有越来越广泛的应用前景。但对铝/钢异种金属材料连接而言“两者之间的固溶度很低”物理化学性能差异明显“极易反应生成一定厚度的Fe-Al金属间化合物”，生成的金属间化合物主要以脆性相为主, 根据二元相图,铁和铝两者相互作用可以形成Fe3Al , FeAl2 , Fe2Al5 与FeAl3等一系列金属间化合物"。为进一步探明铝/镀锌钢板界面反应区的组织结构与生成物和进一步说明在铝/钢异种金属焊接过程中各Fe-Al金属间化合物的生成机理，可以采用热力学计算的方法，预测铝/镀锌钢板焊接接头界面处各Fe-Al金属间化合物相生成的可能性。

各种Fe-AL-金属间化合物相的吉布斯标准自由能可表示为

纯液态铁的自由能为:

左式中的一项是体心立方晶格的铁的标准吉布斯自

由能，第二项是具有磁性的铁的吉布斯自由能，第三项是非磁性Bcc铁转化为液态铁时的吉布斯自由能的变化

在二元组分体系中,某一组分的偏摩尔吉布斯自由能即为该组分的化学势,因此可得:

同理,可得AI的化学势。金属间化合物的吉布斯自由能变化计算和绘图的结果如下图所示：

通过计算可以得出Fe Al形成相的标准吉布斯自由能最大，当温度介于300~1500 K时，形成Fe Al的吉布斯自由能大于零，所以在焊接铝和钢的过程中Fe Al不可能生成Fe Al而其他化合物在此温度区间内均可形成。

另外，有关研究发现，FeAl2是一种亚稳相，因而在焊接过程中，这种化合物也不可能生成。而Fe3Al的生成吉布斯自由能在温度低于900 K时小于零，当温度超过900 K时大于零。且整个温度范围内几乎接近于零，说明在温度小于900 K时，该化合物在铝铁界面上可能生成，当温度超过900K时，该化合物在铝铁界面上不可能生成。由计算还可得Fe2Al5的吉布斯自由能变化比生成FeAl3的要小得多。根据吉布斯判据，吉布斯自由能的值越负，说明反应的自发性越强，故在铝/镀锌钢板焊接接头界面处开始形成的金属间化合物可以认是Fe2Al5此 外Fe2Al5相具有斜方型晶体结构，沿C轴具有较多原子空位，AL原子容易占据此处，因此Fe2Al5长大很快，在随后的冷却过程中Fe2Al5与多余的Al原子结合而生成层次不齐的Fe3Al相。通过上面的热力学分析可知，在铝/镀锌钢板焊接接头界面处可以生成Fe2Al5和FeAl3这两种化合物相。

通过对Fe-Al金属间化合物的热力学计算，结果表明，在铝/钢异种金属焊接界面处可以生成Fe2Al5和FeAl3两种化合物相，与实验结果基本一致。并且由于生成的Fe2Al5的吉布斯自由能变化比生成FeAl3的要小得多，故在界面上Fe2Al5要比FeAl3优先生成，而FeAl3相是在熔体冷却过程中Fe2Al5与Al原子结合而生成的。

2材料热力学在研究焊缝形成过程中的应用

研究钛合金电子束焊接接头相变的热力学特征，从热力学角度分析钛合金电子束焊接接头在不同的热处理条件下形成不同组织结构的机制，可以为通过改变热处理制度控制钛合金电子束焊接接头相变的方法提供理论基础。通过热力学研究钛合金电子束焊接接头相变的热力学特征表明，钛合金电子束焊接接头的相变驱动力来源于新相马氏体和母相的化学自由能差，形成的马氏体贯穿整个晶粒，并且其取向呈一定的角度；低于Ms点的焊后热处理只能使马氏体长大，而高于Ms点的焊后热处理不仅使马氏体长大，还使部分β相成为饱和固熔体，并残留在马氏体片层之间。

总之，材料热力学在焊接中有着重要的应用，材料热力学是研究焊缝成型与熔渣的重要理论基础。焊缝成型过程中金属的凝固是非常快的，在较大温度梯度下组织转变必然与其他不同，但它也不可例外的符合热力学规律，因此利用热力学研究焊缝成型过程及产物是可靠的。热力学在焊接熔渣的活度研究方面也有着重要的应用，由于焊剂的复杂性研究各个成分的活性，从而确定各成分的作用与配比，以有助于焊接质量的提高。利用材料热力学的知识研究气体夹杂等对焊缝的影响方面也是和有用的。

第四篇：超声波探伤仪在焊接中的应用

超声波探伤仪在焊接中的应用

一、无损检测的方法: 无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大进步检测的正确性和可靠性。至于用什么方法来进行无损检测，这需根据工件的情况和检测的目的来确定。

二、超声波的常识: 超声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声波叫超声波。用于探伤的超声波，频率为0.4-25兆赫兹，其中用得最多的是1-5兆赫兹。利用声音来检测物体的好坏，这种方法早已被人们所采用。例如，用手拍拍西瓜听听是否熟了；医生敲敲病人的胸部，检验内脏是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否坏了等等。但这些依靠人的听觉来判定声响的检测法，比声响法要客观和正确，而且也比较轻易作出定量的表示。由于超声波探伤具有探测间隔大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测用度较低等特点，目前建筑业市场主要采用此种方法进行检测。

三、超声波探伤在焊接中的应用: 首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。目前钢结构的验收标准是依据GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》来执行的。标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波焊接；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。在此值得留意的是超声波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。对于局部探伤的焊缝假如发现有不答应的缺陷时，应在该缺陷两真个延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不答应的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查，其次应该清楚探伤时机，碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成24小时以后方可进行焊缝探伤检验。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。截止到目前为止在实际工作中接触到的要求探伤的尽大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以下面主要就对焊缝探伤的操纵做针对性的总结。

一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的预备工作。在每次探伤操纵前都必须利用标准试块（CSK-IA、CSK-ⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的正确性。具体的方法如下：

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于即是2KT+50mm，（K:探头 K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、活动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操纵过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判定缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。假如发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。

四、焊缝检验 焊缝检验方法: 1,外观检查.2,致密性试验和水压强度试验.3,焊缝射线照相.4,超声波探伤.5,磁力探伤.6,渗透探伤.关于返修规定:具体情况具体对待,总之要力争减少返修次数在厂房建设及设备安装中大量使用钢结构，钢结构的焊接质量十分重要，无损检测是保证钢结构焊接质量的重要方法。一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行正确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的外形和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。对于内部缺陷的估判以及缺陷产生原因和防止措檀越有有以下几点：

1.气孔：单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长；埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大；气体保护焊时保护气体纯度低等。假如焊缝中存在着气孔，既破坏了焊缝金属的致密性，又使得焊缝有效截面积减少，降低了机械性能，特别是存链状气孔时，对弯曲和冲击韧性会有比较明显降低。防止这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。2.夹渣：点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边沿和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并公道选择运条角度焊接速度等。

3.未焊透：反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。防止措施有：公道选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4.未熔合：探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操纵防止焊偏等。

第五篇：浅谈电机在汽车中的应用

浅谈电机在汽车中的应用

一．概述

汽车是由众多零部件构成的，其中十分重要的一个零部件就是电机，电机在汽车中有着广泛的应用，主要有直流电机和交流电机两种:直流电机又可以分为无刷直流电动机和有刷直流电动机；交流电机有可以分为同步电动机和异步电动机等。汽车零部件用电机主要位于汽车的发动机、底盘和车身三大部位。据统计，一般的普通汽车通常有15到28部电机。下面会介绍一些相关的应用。

二．电机在发动机中的应用

2.1在启动系统中的应用

汽车发动机启动需要起动电机。汽车发动机从静止到进入运动的状态，曲轴需要外力的帮助才能转动起来并到达需要的最低转速，汽车发动机才能启动。汽车马达起动机的作用是启动发动机,启动机上的齿轮工作时和发动机曲轴相连的飞轮咬合,驱动飞轮,带动发动机。传统的汽车起动电机采用的是电磁式直流串励电机，随着钕铁硼稀土永磁材料的应用，便产生了高性能的稀土磁式直流电动机。它有着结构简单，效率高，起动转矩大，起动平稳等优点。2.2在电控燃油喷射控制系统中的应用

早期的发动机采用化油器和分电器的形式，有污染严重和燃油经济性差的两大缺点。现代汽车发动机电子控制燃油喷射系统EFI（Electronic Fuel Injection）简称电控燃油喷射系统，它的主要功能是控制汽油喷射、电子点火、怠速、排放、进气增压、发电机负荷、巡航、警告指示、自我诊断与报警、安全保险、备用功能。在供油系统中，电机和泵设计成为一体，即燃油泵为供油系统提供动力。在怠速控制器中，旋转式四相永磁步进电机用于调整节气阀的位置。2.3汽车中发电机的应用

发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向所有用电设备供电，同时给蓄电池充电。以前的汽车发电机是直流发电机，用换向器整流，从20世纪70年代起已经逐步淘汰，现在的汽车发电机大都是交流发电机，用半导体整流。它具有体积小，功率大，寿命长，故障少和低速充电性能好的优点。由于发电机输出电压会随发动机转速增高而升高，故要用电压调节器进行调节，使之符合使用需要。现代轿车的发电机都是比较紧凑的，将集成电路调节器放进发电机内装成一体，并且采用多管形式。例如夏利轿车的发电机就有8只半导体管，其中6只整流用，另2只用于三相中性点的电压整流输出，藉以提高发电机的功率。

三．电机在底盘中的应用

3.1电机在助力转向系统中的应用

汽车电动助力转向系统是一个一直依靠电力提供辅力矩的动力转向系统，他用电动机提供转向助力，助力大小由电控电控单元（ECU）控制。该系统不使用发动机的动力，而是依靠汽车上蓄电池作为其电源。也不需要复杂的控制执行机构，只需要控制电动机输出转矩的大小和方向，就能实现转向系统的自动控制。其结构如图3.1所示。

图3.1汽车电动助力转向系统图 3.2电机在ABS制动系统中的应用

汽车制动防抱死系统（ABS）是在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高汽车制动的方向稳定性和转向操控能力，缩短制动距离的一种主动安全装置。在常见的ABS系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定，并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成，电动泵（永磁式直流电动机）组成和储液器等组成一个独立的整体，通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子控制装置的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节。

四．电机在汽车车身上零部件的应用

4.1中央闭锁装置

中央门锁控制系统具有钥匙联动锁门和开门功能，当驾驶员用钥匙操作左右前门锁时，全车车门（包括行李箱门）可以同时锁止或打开。其中的电动机式门锁由可逆式电机、传动装置及锁体总成构成。其工作原理为：由电动机带动齿轮齿条副或螺杆螺母副进而驱动锁体总成，驱动车门的锁闭或开启。如图4.1为相关结构。

图4.1电动机式门锁的结构 4.2电动后视镜

电动后视镜主要是让驾驶员观察汽车左右两侧的行人、车辆以及其他障碍物的情况，确保行车或倒车安全。其结构主要以枢轴为中心，由使后视镜能够进行上下和左右方向灵活变换位置的连个独立的微电机（永磁式直流电机）、永久磁铁及霍尔IC等组成。后视镜由一个开关控制，能多方向运动，可使一个微电机或两个同时工作。4.3电动雨刷器

电动雨刮器主要由刮水器主机（电机）、连动杆和雨刷组成。原动机是电动机，传动部分首先是蜗杆蜗轮传动。接下来是蜗轮带动连杆摆动，连杆带着雨刷左右摆动，完成刷雨过程。结构如图片4.3所示。1、5—刮片架；2、4、6—摆杆；3、7、8—连杆； 9—蜗轮；10—蜗杆；11—电动机；12—支架

图4.3电动雨刷器

4.4电动玻璃升降器

现在许多轿车门窗玻璃的升降(关闭和开启)已经抛弃了摇把式的手动升降方式，一般都改用按钮式的电动升降方式，即使用电动玻璃升降器来控制，也就是常说的“电动门窗”。电动玻璃升降器结构的关键是电动机和减速器，这两者是组装成一体的，其中电动机采用可逆性永磁直流电动机，电动机内有两组绕向不同的磁场线圈，通过开关的控制可做正转和反转，也就是说可以控制门窗玻璃的上升或下降。

五．总结

除了上面说到是电机的应用，汽车中还有许多零部件是使用到电机或者电机是主要的组成部分。例如：在汽车的悬架减震控制系统中；在汽车巡航控制系统中；电动天窗，自动前灯，电动汽车座椅调整器等。随着汽车电子控制技术和电动汽车技术的发展，电机将更加广泛应用于汽车的自动化中。

参考文献

[1] 周涌 电机应用第一讲电机在汽车零部件上的应用 2001.01.17 [2] 王庆合 浅谈步进电机在汽车上的应用 2010.06 [3] 高尚勇三相交流异步电机在汽车电动助力转向系统中的应用研究 重庆 重庆大学 2009.05 [4] 莫丽红 双转子电机及其在混合电动汽车中的应用 武汉大学学报 201245（4）511-515