一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法
2023-06-12 11:11:41
專利名稱：一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法
技術領域：
本發明涉及金屬焊接技術及裝置領域，尤其是一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法。
背景技術：
隨著人們對節能、環保、安全提出更高的要求，鋁合金等輕質高強材料的應用獲得廣泛關注。鋁合金具有較高的比強度、斷裂韌度、疲勞強度和耐腐蝕穩定性，並且工藝成形性和焊接性能良好。在汽車製造中，為了提高汽車車架的剛度，減輕汽車的重量，提高汽車的碰撞性能，鋁合金材料得到大量應用。隨著全鋁車身汽車的使用，鋁合金擠壓型材、薄板等焊接結構在汽車中起著越來越重要的作用，高質量的鋁合金焊接結構件成為現代汽車中的關鍵零 部件，研究鋁合金焊接接頭及結構件的大變形力學行為對車體製造成形和碰撞安全設計具有重要的意義。焊接作為一種材料連接技術，隨著設備結構的進一步大型化和複雜化，對材料和工藝技術的發展都提出了更高的要求。如何實現高質量和高可靠性的焊接工藝，一直是人們關注和研究的主要問題。鋁合金構件的最主要連接方法是焊接，目前鋁合金焊接國內外採用的方法有鎢極氬弧焊(TIG)、熔化極氣體氬弧焊(MIG)、攪拌摩擦焊(FSW)、雷射焊(ISW)、電子束焊(EBW)、變極性等離子弧焊(VPPAW)及多種焊接方法組合等熔焊方法。焊接的鋁合金零件能獲得好的使用性能，並且滿足汽車的結構設計要求。TIG焊接過程穩定，保護效果好，而且經濟成本低，在工業中得到廣泛的應用；另外TIG焊接研究過程相對簡化，因此理論及試驗研究多是針對TIG焊接。鋁合金具有熔點低、熱傳導係數較大、熱膨脹率高等特點，採用常規熔化焊工藝焊接時，會出現焊縫裂紋傾向大、容易產生氣孔、焊接結構殘餘應力和殘餘變形較大等問題，導致焊縫強度損失較大，焊縫質量得不到保證。對現有相關技術的文獻檢索發現，EP03077370公開了 「一種對鋁合金和不鏽鋼的TIG焊接方法」，主要介紹了用於鋁合金和不鏽鋼的TIG焊接工藝方法；EP03077370公開了「一種TIG焊接方法和裝置」，主要介紹通過特定的裝置實現替代現有TIG焊接電路控制技術的方法；CN101474709公開了 「一種鋁及鋁合金手工雙槍雙面TIG焊接技術」，主要介紹了一種鋁及鋁合金手工雙槍雙面TIG焊接技術，其焊接過程採用向上立焊工藝，兩把手工焊槍分別在被焊接頭正、背面同時起弧焊接的技術；CN101767246A公開了「一種提高TIG焊接速度的裝置和方法」，其主要通過改善電弧形態，進行高速TIG焊；CN102079004A公開了 「鋁合金對接環縫無襯墊單面焊雙面成形自動TIG焊接方法」，主要介紹了採用自動鎢極氬弧焊機進行分層焊接，實現鋁合金對接環縫無襯墊單面焊雙面成形自動TIG焊接方法；CN101147995A公開了 「一種鋁管焊接方法、鋁製管片式換熱器焊接方法及鋁管焊接裝置」，主要介紹了一種鋁製管片式換熱器的焊接方法及其焊接裝置，將鋁板翅片和U形管進行裝配，然後焊接長、短U形管的接頭；CN102528259A公開了 「一種限位固定套焊接裝置」，主要介紹了一種設計到汽車減震器活塞杆分總成焊接的限位固定套焊接裝置；CN101391356A公開了 「一種可調節的焊接裝置」，主要介紹了一種適用於具有對稱焊接位置的焊接工件的可調節控制裝置。以上幾種方法或裝置對均是針對具體的焊接工件的TIG焊接工藝和焊接裝置，用於其他鋁合金工件時並不能完全適用，可能出現各種焊接缺陷，焊接變形等裝配缺陷，針對具體的工件需要進行具體焊接工藝的制訂和裝置的設計。
發明內容
本發明針對現有鋁材氬弧焊TIG焊接技術進行了焊接工藝優化和焊接裝置改進，提供了一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法及所使用的焊接裝置，通過採用優化的焊接工藝參數和焊接裝置進行鋁合金保險槓總成焊接方法，如焊絲和焊接電流等工藝參數的優化選擇，焊接裝置與一般焊接裝置相比，靈活、簡單，可減少焊接缺陷和提高焊接精度，實現批量生產，提高生產率，避免焊接缺陷及變形，降低成本，具有較好的社會經濟及市場前景。本發明的目的所採用技術方案，其焊接方法步驟如下
a、除油清洗一種汽車用鋁合金保險槓總成由橫梁、吸能盒和支架組成，其中吸能盒和支架左右各一對，需要分別焊接吸能盒與橫梁和支架之間的接觸面，接頭形式為T形接頭，焊接前用鋼絲刷或砂紙打磨橫梁、吸能盒和支架的坡口及周邊區域，經打磨放入盛93#汽油溶液容器中，進行浸潰和除油處理，隨後用5%-10%濃度的NaOH溶液容器內清洗焊件，溶液溫度要求40-60°C，清洗時間為l_3min，取出用流動的清水衝洗，最後自然風乾；
b、焊接將一個支架放至一個支架工裝底板上，支架工裝底板上有定位銷孔和兩個螺栓孔與支架上定位孔和兩個螺栓孔對應，並在支架工裝底板上進行定位，同時支架的三個邊與支架工裝底板中間呈Π形排列支架定位槽孔的邊對齊定位，然後將吸能盒定位板放至支架工裝底板上進行定位，吸能盒定位板各邊與支架工裝底板各邊對齊，並將吸能盒定位板上定位銷孔與支架上定位銷孔對齊，並通過定位銷定位，將一個吸能盒放入吸能盒定位板中部Π形缺口內，兩者之間為間隙配合，為保證一個吸能盒與一個支架之間的垂直度，在一個吸能盒中插入與內孔大小相同鑲塊，鑲塊與吸能盒內孔之間為間隙配合，在鑲塊上端面有上鑲塊壓緊塊，在吸能盒底端面有下鑲塊壓緊塊，鑲塊壓緊絲杆穿過上鑲塊夾緊塊的孔與下鑲塊夾緊塊孔內螺紋配合，完成吸能盒及支架之間定位及緊固，然後取出吸能盒定位板，採用交流電焊機，手工TIG焊接方式進行焊接，焊絲為ER4043或ER5183，直徑為I. 6-2. Omm,鎢極直徑為4. 8-5. Omm,端部為半球形，保護氣體為氬氣，純度為99. 99%，噴嘴直徑為ll_13mm，噴嘴高度8. 0_14mm，氬氣流速為7-lOL/min，焊接電流為151-200A，焊接速度為30-60cm/min,送絲速度為108 -117cm/min,在吸能盒與支架接觸的四個角位置焊接四個點焊，以固定吸能盒，然後對吸能盒四邊採用以上焊接工藝，以滿焊方式進行焊接，採用同樣的方式焊接另一個吸能盒和另一個支架，完成吸能盒與支架的焊接焊後，保持
15-20min，待其冷卻後，卸去上、下鑲塊壓緊塊和鑲塊壓緊絲杆；
其次，在完成一對吸能盒與支架的焊接後，再對兩個吸能盒與橫梁接觸的兩側進行焊接，將橫梁放置在已調整好與橫梁弧度相同的立柱架上，橫梁的中部放置在立柱架的壓杆和支撐杆之間，兩端放置在另兩個立柱架的支撐杆上，通過調整立柱架的個數，位置及支撐杆的高度可以調整立柱架支撐的弧度，以達到配合橫梁弧度的目的，通過測量橫梁兩側的高度，定位好橫梁，通過壓杆將橫梁在立柱架上夾緊，同時立柱架可以在橫梁寬度方向夾緊，將焊接好的兩個吸能盒與支架的焊接工裝裝置翻轉，使吸能盒朝下，通過支架工裝底板的上導向柱孔，套在導向柱上端柱上，吸能盒在橫梁上的定位通過兩側上導向柱孔定位，將橫梁、吸能盒和支架在總成工裝中定位和夾緊後，開始對吸能盒與橫梁的接觸面進行焊接，為保證焊接的精度，左右兩端同時進行焊接，採用交流電焊機，手工TIG焊接方式進行焊接，焊絲為ER4043或ER5183，直徑為I. 6-2. Omm,鎢極直徑為4. 8-5. Omm,端部為半球形，保護氣體為氬氣，純度為99. 99%，噴嘴直徑為ll_13mm，噴嘴高度8. 0_14mm，氬氣流速為7-10L/min，焊接電流為151-200A，焊接速度為30_60cm/min，送絲速度為108 -117cm/min,首先將左右兩側吸能盒與橫梁接觸的四個角處採用點焊，以進一步固定吸能盒位置，然後在吸能盒與橫梁接觸處進行滿焊，焊接完成後保持15_20min，使焊接好的保險槓總成冷卻，然後鬆開支架與支架工裝底板的定位銷、緊固螺栓B及支架工裝底板在導向柱上緊固螺栓A，取出支架工裝底板，鬆開立柱架上壓杆的調節螺栓C，取出壓杆，然後取出焊接好的鋁合金保險槓總成；
C、焊後清理焊後去除焊渣，用硬毛刷擦焊好的鋁合金保險槓總成，再在60-80°C，濃 度為2%-3%的重鉻酸鉀溶液中浸洗5-10min，然後用40°C的熱水衝刷洗滌，並檢查焊縫質量觀察是否有夾雜物、氣泡、裂紋、變形等缺陷。其所使用的焊接裝置包括支架工裝底板、鑲塊、鑲塊壓緊絲杆、上鑲塊壓緊塊、總成工裝底座、立柱架、立柱架底座、導向柱，前述的支架工裝底板的板上四角上有導向柱孔、中間有三條呈Π形排列的支架定位槽孔,所述的π形排列的支架定位槽孔的支架工裝底板上有兩個內螺紋孔和定位銷孔，四顆緊固螺栓A與支架工裝底板的四角導向柱孔的外端壁內螺紋嚙合，其特徵是
a、支架工裝底板上放置有呈L形的吸能盒定位板，吸能盒定位板的上面板中部有呈Π形的缺口，定位銷分別穿過吸能盒定位板上的定位孔和支架工裝底板上的定位孔，鑲塊上端面放有上鑲塊壓緊塊、下端面放有下鑲塊壓緊塊，鑲塊壓緊絲槓穿過上鑲塊壓緊塊的孔與下鑲塊壓緊塊的孔內螺紋嚙合，兩顆緊固螺栓B分別與支架工裝底板上內螺紋孔嚙合，構成吸能盒與支架焊接工裝裝置；
b、總成工裝底板上端面兩端和中間分別放置立柱架底座，立柱架底座上放有兩個L形的立柱架，調節螺栓A穿過立柱架的水平板槽形孔與立柱架底座中部孔內螺紋嚙合，立柱架中間放有支撐杆，調節螺栓B穿過立柱架的豎直板槽孔與支撐杆端面孔內螺紋嚙合，中間的兩個立柱架裝的支撐杆上面有壓杆，調節螺栓C穿過中間的立柱架豎直板槽孔與壓杆端面孔內螺紋嚙合，C形緊固夾卡住總成工裝底板和立柱架底座，緊固螺栓D穿過C形緊固夾上支臂板孔與立柱架底座邊上孔內螺紋嚙合，總成工裝底板的兩邊端面分別有四個凸起耳塊，耳塊外端面有凹半圓弧形，在耳塊的外端面放置有導向柱安裝座，導向柱安裝座端面有凹半圓弧形，耳塊與導向柱安裝座兩者形成下導向柱孔，緊固螺栓C穿過導向柱安裝座端面孔與耳塊端面孔內螺紋嚙合，導向柱下端插入下導向柱孔、上端插入前述焊接工裝裝置翻轉後支架工裝底板的上導向柱孔。本發明，立柱架有3-6個。本發明，支撐杆有3-6個。本發明，C形緊固夾有6-12個。
本發明,支架工裝底板的定位孔軸心線、吸能盒定位板的定位孔的軸心線、支架的定位孔的軸心線在同一軸心線上。本發明，支架工裝座板的兩個內螺紋孔分別與支架的兩個螺栓孔的軸心線在同一條線上。本發明通過採用優化的焊接工藝參數和焊接裝置進行鋁合金保險槓總成焊接方法，如焊絲和焊接電流等工藝參數的優化選擇，焊接裝置與一般焊接裝置相比，靈活、簡單，可減少焊接缺陷和提高焊接精度，本發明具有焊接設備簡單，操作方便，焊縫質量高，實現批量生產，提高生產率，避免焊接缺陷及變形，降低成本等特點。
下面結合附圖進一步說明本發明。圖I是汽車用鋁合金保險槓總成結構示意圖；
圖2是吸能盒與支架焊接工裝示意 圖3是汽車用鋁合金保險槓總成焊接工裝示意圖。圖中1-支架，2-橫梁，3-吸能盒，4-支架工裝底板，5-緊固螺栓A，6_吸能盒定位板，7-定位銷，8-鑲塊壓緊絲杆，9-上鑲塊壓緊塊，10-鑲塊，11-上導向柱孔，12-緊固螺栓B，13-支架定位槽孔，14-總成工裝底座，15-導向柱，16-支撐杆，17-壓杆，18-導向柱安裝座，19-緊固螺栓C，20-立柱架，21-C形緊固夾，22-立柱架底座，23-調節螺栓C，24-耳塊，25-調節螺栓B，26-調節螺栓A，27-緊固螺栓D。
具體實施例方式下面結合圖I、圖2、圖3，焊接方法實施例和焊接裝置進一步說明本發明。本發明由橫梁2、吸能盒3和支架I組成，材料分別為6061鋁合金、6063鋁合金和6005A鋁合金，其中吸能盒3和支架I左、右各一對，需要焊接吸能盒3分別與橫梁2和支架I之間的接觸面，接頭形式為T形接頭，吸能盒3為方形管，截面形狀為正方形，尺寸為90mm X 90mm,壁厚為2mm,其高度不一，高的一側為174mm,低的一側有139mm,支架I外圍尺寸為125mmX 218mm,壁厚為5mm,橫梁2彎曲半徑為1332mm,橫梁2長度Illlmm,截面為日字型，壁厚為2_，焊接前用鋼絲刷或砂紙打磨鋁合金保險槓橫梁2、吸能盒3及支架I的坡口及周邊區域，打磨後，放入盛有93#汽油溶液容器內，進行除油處理，隨後放入6%濃度的NaOH溶液容器內清洗焊件，其中溶液溫度要求50°C，清洗時間為2min，然後用流動的清水衝洗，最後自然風乾焊件；將一個支架I放至一個支架工裝底板4上，支架工裝底板4上有定位銷孔和兩個螺栓孔與支架I上定位孔和兩個螺栓孔對應，並在支架工裝底板4上進行定位，同時支架I的三個邊與支架工裝底板4中間呈Π形排列支架定位槽孔13的邊對齊定位，然後將一個吸能盒定位板6放至一個支架工裝底板4上進行定位,吸能盒定位板6各邊與支架工裝底板4各邊對齊，並將吸能盒定位板6上定位銷孔與支架I上定位銷孔對齊，並通過定位銷7定位，將一個吸能盒3放入吸能盒定位板6中部的Π形的缺口內，兩者之間為間隙配合，為保證吸能盒3與支架I之間的垂直度，在吸能盒3中插入與內孔大小相同鑲塊10，鑲塊10與吸能盒3內孔之間為間隙配合，在鑲塊10上端面放有上鑲塊壓緊塊9，在吸能盒3的下端面有下鑲塊壓緊塊，鑲塊壓緊塊絲杆8穿過上鑲塊壓緊塊9的孔與下鑲塊壓緊塊孔內螺紋嚙合及緊固，完成吸能盒3及支架I之間定位及緊固，然後取出吸能盒定位板6，採用交流電焊機，手工TIG焊接方式進行焊接，焊絲為ER5183，直徑為2. Omm,鎢極直徑為5. Omm,端部為半球形，保護氣體為氬氣，純度為99. 99%，噴嘴直徑為13mm，噴嘴高度14mm，氬氣流速為10L/min，焊接電流為180A，焊接速度為50cm/min，送絲速度為IlOcm/min，在吸能盒3與支架I接觸的四個角位置焊接四個點焊，以固定吸能盒3，然後對吸能盒3四邊採用以上焊接工藝，以滿焊方式進行焊接，採用同樣的方式焊接另一個吸能盒3和另一個支架1，完成吸能盒3與支架I的焊接後，保持15-20min，待其冷卻後，卸去上、下鑲塊壓緊塊和鑲塊壓緊絲杆8 ；
其次，在完成一對吸能盒3與支架I的焊接後，再對吸能盒3與橫梁2接觸的兩側進行焊接，將橫梁2放置在已調整好與橫梁2弧度相同的立柱架20上，橫梁2中部放置在立柱架20的壓杆17和支撐杆16之間，兩端放置在另兩個立柱架20的支撐杆16上，通過調整立柱架20的個數，位置及支撐杆16的高度可以調整立柱架20支撐的弧度，以達到配合橫梁2弧度的目的，通過測量橫梁2兩側的高度，定位好橫梁2，通過壓杆17將橫梁2在立柱架20上夾緊，同時立柱架20可以在橫梁2寬度方向夾緊，將焊接好的兩側吸能盒3與支架I的焊接工裝裝置翻轉，使吸能盒3朝下，通過支架工裝底板4上的導向柱孔11，套在導向柱15的上端柱上，吸能盒3在橫梁2上的定位通過兩側上導向柱孔11定位，將橫梁2、吸能盒3和支架I在總成工裝中定位和夾緊後，開始對吸能盒3與橫梁2的接觸面進行焊接，為保證焊接的精度，左右兩端進行同時焊接，採用交流電焊機，手工TIG焊接方式進行焊接，焊絲為ER5183，直徑為2. Omm，鎢極直徑為5. Omm，端部為半球形，保護氣體為氬氣，純度為99. 99%，噴嘴直徑為13mm，噴嘴高度14mm，氬氣流速為10L/min，焊接電流為180A，焊接速度為50cm/min,送絲速度為110cm/min,首先將左右兩側吸能盒3與橫梁2接觸的四個角處採用點焊，以進一步固定吸能盒3位置，然後在吸能盒3與橫梁2接觸處進行滿焊，焊接完成後保持15-20min冷卻，然後鬆開支架I與支架工裝底板4的定位銷7、緊固螺栓B12及支架工裝底板4在導向柱15上緊固螺栓A5，取出支架工裝底板4，鬆開立柱架20上壓杆17的調節螺栓C23，取出壓杆17，然後取出焊接好的鋁合金保險槓總成；
焊接完成後去除焊渣，用硬毛刷清擦焊接好的鋁合金保險槓總成，再在70°C，濃度為3%的重鉻酸鉀溶液中浸洗8min，然後用40°C的熱水衝刷洗滌，並檢查焊縫質量觀察是否有夾雜物、氣泡、裂紋等缺陷。其所使用的焊接裝置包括支架工裝底板4、鑲塊10、鑲塊壓緊絲杆8、上鑲塊壓緊塊9、總成工裝底座14、立柱架20、立柱架底座22、導向柱15，前述的支架工裝底板4的板上四角上有導向柱孔11、中間有三條呈Π形排列的支架定位槽孔13，所述的Π形排列的支架定位槽孔13的支架工裝底板4上有兩個內螺紋孔和定位銷孔，四顆緊固螺栓A5與支架工裝底板4的四角導向孔11的外端壁內螺紋嚙合，其特徵是
a、支架工裝底板4上放置有呈L形的吸能盒定位板6，吸能盒定位板6的上面板中部有呈Π形的缺口，定位銷7分別穿過吸能盒定位板6上的定位孔和支架工裝底板4上的定位孔，鑲塊10上端面放有上鑲塊壓緊塊9、下端面放有下鑲塊壓緊塊，鑲塊壓緊絲槓8穿過上鑲塊壓緊塊9的孔與下鑲塊壓緊塊的孔內螺紋嚙合，兩顆緊固螺栓B12分別與支架工裝底板4上內螺紋孔嚙合，構成吸能盒3與支架I焊接工裝裝置；
b、總成工裝底板14上端面兩端和中間分別放置立柱架底座22，立柱架底座22上放有兩個L形的立柱架20，調節螺栓A26穿過立柱架20的水平板槽形孔與立柱架底座22中部孔內螺紋嚙合，立柱架20中間放有支撐杆16，調節螺栓B25穿過立柱架20的豎直板槽孔與支撐杆16端面孔內螺紋嚙合，中間的兩個立柱架20裝的支撐杆16上面有壓杆17，調節螺栓C23穿過中間的立柱架20豎直板槽孔與壓杆17端面孔內螺紋嚙合，C形緊固夾21卡住總成工裝底板14和立柱架底座22，緊固螺栓D27穿過C形緊固夾21上支臂板孔與立柱架底座22邊上孔內螺紋嚙合， 總成工裝底板14的兩邊端面分別有四個凸起耳塊24，耳塊24外端面有凹半圓弧形，在耳塊24的外端面放置有導向柱安裝座18，導向柱安裝座18端面有凹半圓弧形，耳塊24與導向柱安裝座18兩者形成下導向柱孔，緊固螺栓C19穿過導向柱安裝座18端面孔與耳塊24端面孔內螺紋嚙合，導向柱15下端插入下導向柱孔、上端插入前述焊接工裝裝置翻轉後支架工裝底板4的上導向柱孔11。本發明，立柱架20有3-6個。本發明，支撐杆16有3-6個。本發明，C形緊固夾21有6-12個。本發明,支架工裝底板4的定位孔軸心線、吸能盒定位板6的定位孔的軸心線、支架I的定位孔的軸心線在同一軸心線上。本發明，支架工裝座板4的兩個內螺紋孔分別與支架I的兩個螺栓孔的軸心線在同一條線上。在圖中，支架I、橫梁2和吸能盒3是焊接過程中顯示的被焊接件。本發明，鬆動緊固螺栓A5，即可調節支架工裝底板4在導向柱15上下位置；鬆動調節螺栓C23，即可調節壓杆17上下位置；鬆動調節螺栓B25，即可調節支撐杆16上下位置；鬆動調節螺栓A26，即可調節兩立柱架20之間的距離；鬆動C形緊固夾21，即可調整立柱架20在總成工裝底座14的位置。
權利要求
1.一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法，其特徵是焊接方法步驟如下 a、除油清洗一種汽車用鋁合金保險槓總成由橫梁(2)、吸能盒(3)和支架(I)組成，其中吸能盒(3)和支架(I)左右各一對，需要分別焊接吸能盒(3)與橫梁(2)和支架(I)之間的接觸面，接頭形式為T形接頭，焊接前用鋼絲刷或砂紙打磨橫梁(2)、吸能盒(3)和支架(I)的坡口及周邊區域，經打磨放入盛93#汽油溶液中，進行浸潰和除油處理，隨後用5%-10%濃度的NaOH溶液容器內清洗焊件，溶液溫度要求40-60°C，清洗時間為l_3min，取出用流動的清水衝洗，最後自然風乾； b、焊接將一個支架(I)放至一個支架工裝底板(4)上，支架工裝底板(4)上有定位銷孔和兩個螺栓孔與支架(I)上定位孔和兩個螺栓孔對應，並在支架工裝底板(4)上進行定位，同時支架(I)的三個邊與支架工裝底板(4)中間呈Π形排列支架定位槽孔(13)的邊對·齊定位，然後將吸能盒定位板(6)放至支架工裝底板(4)上進行定位,吸能盒定位板(6)各邊與支架工裝底板(4)各邊對齊，並將吸能盒定位板(6)上定位銷孔與支架(I)上定位銷孔對齊，並通過定位銷(7)定位，將一個吸能盒(3)放入吸能盒定位板(6)中部Π形缺口內，兩者之間為間隙配合，為保證一個吸能盒(3)與一個支架(I)之間的垂直度，在一個吸能盒(3)中插入與內孔大小相同鑲塊(10)，鑲塊(10)與吸能盒(3)內孔之間為間隙配合，在鑲塊(10)上端面有上鑲塊壓緊塊(9)，在吸能盒(3)底端面有下鑲塊壓緊塊，鑲塊壓緊絲杆(8)穿過上鑲塊夾緊塊(9)的孔與下鑲塊夾緊塊孔內螺紋嚙合，完成吸能盒(3)及支架(I)之間定位及緊固，然後取出吸能盒定位板(6)，採用交流電焊機，手工TIG焊接方式進行焊接，焊絲為ER4043或ER5183，直徑為I. 6-2. Omm,鎢極直徑為4. 8-5. Omm,端部為半球形，保護氣體為氬氣，純度為99. 99%，噴嘴直徑為ll_13mm，噴嘴高度8. 0_14mm，氬氣流速為7-10L/min，焊接電流為151-200A，焊接速度為30-60cm/min，送絲速度為108 -117cm/min，在吸能盒(3)與支架(I)接觸的四個角位置焊接四個點焊，以固定吸能盒(3)，然後對吸能盒(3)四邊採用以上焊接工藝，以滿焊方式進行焊接，採用同樣的方式焊接另一個吸能盒(3)和另一個支架(1)，完成吸能盒(3)與支架(I)的焊接焊後，保持15-20min，待其冷卻後，卸去上、下鑲塊壓緊塊和鑲塊壓緊絲杆(8)； 其次，在完成一對吸能盒(3 )與支架(I)的焊接後，再對兩個吸能盒(3 )與橫梁(2 )接觸的兩側進行焊接，將橫梁(2)放置在已調整好與橫梁(2)弧度相同的立柱架(20)上，橫梁(2)的中部放置在立柱架(20)的壓杆(17)和支撐杆(16)之間、兩端放置在另兩個立柱架(20)的支撐杆(16)上，通過調整立柱架(20)的個數，位置及支撐杆(16)的高度可以調整立柱架(20)支撐的弧度，以達到配合橫梁(2)弧度的目的，通過測量橫梁(2)兩側的高度，定位好橫梁(2 )，通過壓杆(17)將橫梁(2 )在立柱架(20 )上夾緊，同時立柱架(20 )可以在橫梁(2)寬度方向夾緊，將焊接好的兩個吸能盒(3)與支架(I)的焊接工裝裝置翻轉，使吸能盒(3)朝下，通過支架工裝底板(4)的上導向柱孔(11)，套在導向柱(15)上端柱上，吸能盒(3 )在橫梁(2 )上的定位通過兩側上導向柱孔(11)定位，將橫梁(2 )、吸能盒(3 )和支架(I)在總成工裝中定位和夾緊後，開始對吸能盒(3)與橫梁(2)的接觸面進行焊接，為保證焊接的精度，左右兩端同時進行焊接，採用交流電焊機，手工TIG焊接方式進行焊接，焊絲為ER4043或ER5183，直徑為I. 6-2. Omm,鎢極直徑為4. 8-5. Omm,端部為半球形，保護氣體為氬氣，純度為99. 99%，噴嘴直徑為ll-13mm，噴嘴高度8. 0_14mm，氬氣流速為7_10L/min，焊接電流為151-200A，焊接速度為30-60cm/min，送絲速度為108 -117cm/min，首先將左右兩側吸能盒(3)與橫梁(2)接觸的四個角處採用點焊，以進一步固定吸能盒(3)位置，然後在吸能盒(3)與橫梁(2)接觸處進行滿焊，焊接完成後保持15-20min，使焊接好的保險槓總成冷卻，然後鬆開支架(I)與支架工裝底板(4)的定位銷(7)、緊固螺栓B (12)及支架工裝底板(4)在導向柱(15)上緊固螺栓A (5)，取出支架工裝底板(4)，鬆開立柱架(20)上壓杆(17)的調節螺栓C (23)，取出壓杆(17)，然後取出焊接好的鋁合金保險槓總成； C、焊後清理焊後去除焊渣，用硬毛刷清擦焊好的鋁合金保險槓總成，再在60-80°C，濃度為2%-3%的重鉻酸鉀溶液中浸洗5-10min，然後用40°C的熱水衝刷洗滌，並檢查焊縫質量觀察是否有夾雜物、氣泡、裂紋、變形等缺陷。
2.根據權利要求I所述的一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法的焊接裝置，包括支架工裝底板(4)、鑲塊(10)、鑲塊壓緊絲杆(8)、上鑲塊壓緊塊(9)、總成工裝底座(14)、立柱架(20)、立柱架底座(22)、導向柱(15)，前述的支架工裝底板(4)的板上四角上有導向柱孔(11)、中間有三條呈π形排列的支架定位槽孔(13),所述的Π形排列的支架定位槽孔(13)的支架工裝底板(4)上有兩個內螺紋孔和定位銷孔，四顆緊固螺栓A (5)與支架工裝底板(4)的四角導向柱孔(11)的外端壁內螺紋嚙合，其特徵是 a、支架工裝底板(4)上放置有呈L形的吸能盒定位板(6)，吸能盒定位板(6)的上面板中部有呈Π形的缺口，定位銷(7)分別穿過吸能盒定位板(6)上的定位孔和支架工裝底板(4)上的定位孔，鑲塊(10)上端面放有上鑲塊壓緊塊(9)、下端面放有下鑲塊壓緊塊，鑲塊壓緊絲槓(8)穿過上鑲塊壓緊塊(9)的孔與下鑲塊壓緊塊的孔內螺紋嚙合，兩顆緊固螺栓B(12)分別與支架工裝底板(4)上內螺紋孔嚙合，構成吸能盒(3)與支架(I)焊接工裝裝置； b、總成工裝底板(14)上端面兩端和中間分別放置立柱架底座(22)，立柱架底座(22)上放有兩個L形的立柱架(20)，調節螺栓A (26)穿過立柱架(20)的水平板槽形孔與立柱架底座(22)中部孔內螺紋嚙合，立柱架(20)中間放有支撐杆(16)，調節螺栓B (25)穿過立柱架(20)的豎直板槽孔與支撐杆(16)端面孔內螺紋嚙合，中間的兩個立柱架(20)裝的支撐杆(16)上面有壓杆(17)，調節螺栓C (23)穿過中間的立柱架(20)豎直板槽孔與壓杆(17)端面孔內螺紋嚙合，C形緊固夾(21)卡住總成工裝底板(14)和立柱架底座(22)，緊固螺栓D (27)穿過C形緊固夾(21)上支臂板孔與立柱架底座(22)邊上孔內螺紋嚙合，總成工裝底板(14)的兩邊端面分別有四個凸起耳塊(24)，耳塊(24)外端面有凹半圓弧形，在耳塊(24)的外端面放置有導向柱安裝座(18)，導向柱安裝座(18)端面有凹半圓弧形，耳塊(24)與導向柱安裝座(18)兩者形成下導向柱孔，緊固螺栓C (19)穿過導向柱安裝座(18)端面孔與耳塊(24)端面孔內螺紋嚙合，導向柱(15)下端插入下導向柱孔、上端插入前述焊接工裝裝置翻轉後支架工裝底板(4)的上導向柱孔(11)。
3.根據權利要求2所述的一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法的焊接裝置，其特徵是立柱架(20)有3-6個。
4.根據權利要求2所述的一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法的焊接裝置，其特徵是支撐杆(16)有3-6個。
5.根據權利要求2所述的一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法的焊接裝置，其特徵是C形緊固夾(21)有6-12個。
6.根據權利要求2所述的一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法的焊接裝置，其特徵是支架工裝底板(4)的定位孔軸心線、吸能盒定位板(6)的定位孔的軸心線、支架(I)的定位孔的軸心線在同一軸心線上。
7.根據權利要求2所述的一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法的焊接裝置，其特徵是支架工裝座板(4)的兩個內螺紋孔分別與支架(I)的兩個螺栓孔的軸心線在同一條線上。
全文摘要
一種汽車用鋁合金保險槓總成焊接方法屬於金屬焊接技術領域。汽車用鋁合金保險槓總成由橫梁、吸能盒和支架組成，分別採用兩套焊接工裝對其進行分步焊接，首先焊接吸能盒和支架，然後將焊接好的吸能盒和支架與橫梁進行焊接。焊接裝置可進行根據焊件特徵進行調節、定位，並實現對焊接的緊固，避免焊接後出現變形；採用交流電焊機人工鎢極氬弧焊TIG焊接，調整焊絲材料、焊接電流、焊接速度和送絲速度等工藝參數進行優化匹配，可以避免出現焊接缺陷。具有焊接設備靈活、簡單，操作方便，焊接穩定，焊接速度快，生產成本低，填充焊絲少，焊接層數少，變形小，焊後無需校正，外觀成形美觀，焊縫質量高等特點。
文檔編號B23K9/32GK102941400SQ20121045309
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者萬鑫銘, 陳華述, 周佳, 張宗成, 李陽, 張怒濤, 趙清江, 金慶生, 高麗, 王光耀 申請人:中國汽車工程研究院股份有限公司, 重慶長安鈴木汽車有限公司