專利名稱：一種異型鋁合金型材對接鎢極氦弧焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及專門適用于特殊制品電弧焊接技術(shù)，具體地說是一種專門焊接由鋁合金擠壓型材構(gòu)成的轎車門結(jié)構(gòu)件的工藝，更具體地說是鋁合金型材之間對接焊接方法。
現(xiàn)代轎車生產(chǎn)中，鋁合金材料應(yīng)用的比例越來越大，其中轎車門則因采用鋁合金結(jié)構(gòu)件有很多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用。對于使用鋁合金型材的車門，有的型材要按一定夾角進(jìn)行對接焊接，為保證其焊接后有足夠的機(jī)械強(qiáng)度(抗拉及屈服強(qiáng)度)和外觀特性，以往是采用對焊縫打坡口，用氬弧自動焊方法焊接，但此方法對于對接端面復(fù)雜的型材，打坡口很難實(shí)施，使之生產(chǎn)效率大大降低。
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足，提出一種制造成本低、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高的鋁合金轎車門型材或其它用途的型材之間對接焊接的方法。
本發(fā)明異型鋁合金型材對接鎢極氦弧焊接方法包括以下步驟(1)清洗后的要對接的型材用銅質(zhì)散熱夾具夾緊，并在其接縫處填入預(yù)填充焊片，所述的型材壁厚為1-5毫米的異型材，所述的焊片材料為鋁-硅亞共晶合金，其厚度為1.5-2.5毫米；(2)對步驟(1)的對接型材采用無送絲鎢極氦弧焊方法，即焊接電源以直流正極性方式工作工件為正極，焊槍為負(fù)極，在標(biāo)準(zhǔn)的鎢極焊機(jī)器人系統(tǒng)中在焊槍旁安裝自動送絲機(jī)構(gòu)，在焊接中自動填充焊料，由于在步驟(1)中已預(yù)填焊片，故取消自動送絲機(jī)；對型材母材即切即焊，切割后5分鐘焊完；鎢極焊槍沿焊片平面在焊槍前進(jìn)方向與焊接曲線切線成50-120度夾角，隨著焊片不斷熔化，形成短弧焊接，焊片熔化后，鎢極到焊縫之間的距離為0.8-1.0毫米，稱之為潛弧焊；鎢極氦弧焊接所使用的氦氣純度≥99.9％，氦氣流量3-4升/厘米2·分鐘，其中平方厘米是指焊槍嘴孔面積，電流和焊槍尖速度采用大電流加高速度，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)將能量輸入焊縫，以達(dá)到熔深大、焊縫窄的效果，所述的電流10-150安培，焊槍尖速度為0-70厘米/分鐘，速度為0是指在起弧時(shí)焊槍在起弧點(diǎn)的熔化延遲狀態(tài)；(3)對復(fù)雜形狀的對接面采用2-3段焊接，起弧點(diǎn)選在壁厚最大的地方。
步驟(1)所述的銅質(zhì)散熱夾具要盡可能靠近焊縫，以使對接處的熔接面最大，使母材受到的熱影響盡量減小，以提高焊接強(qiáng)度并保持最好的焊接接頭幾何形狀。
步驟(2)所述的焊槍可采用焊槍軌跡重復(fù)精度為±0.1毫米的通用6軸焊接機(jī)器人或同等精度的固定軌跡焊接裝置焊接焊縫，本發(fā)明選用日本OTC公司的VOI型6軸機(jī)器人，并匹配該公司的AVP-300型TIG焊機(jī)。
本發(fā)明所用的型材及焊片要進(jìn)行除油，采用上海漢高公司生產(chǎn)的牌號為1402清洗劑清洗5分鐘，用50-60℃清水清洗；再用漢高公司生產(chǎn)的牌號為144表面處理劑除去焊件及焊片的氧化膜，時(shí)間5分鐘，液體溫度50-60℃，然后清水洗凈、晾干。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明涉及將機(jī)械性能優(yōu)良的鋁-鎂-硅合金型材的切斷面焊接在一起，為了兼顧焊接面的熔接面積以及抗裂紋能力和焊縫強(qiáng)度，本發(fā)明采用鋁-硅亞共晶合金焊片，如果采用鋁-硅共晶合金焊片，焊縫的機(jī)械強(qiáng)度難于保證；本發(fā)明采用母材即切即焊方式，克服了由氧化鋁膜產(chǎn)生焊接缺陷的弊病，特別是采用直流正極性氦弧焊，要保護(hù)好焊縫即切即焊方法更為必要；在各種弧焊中，氦弧正極性焊接法是能量集中性最好的一種，再加上壓低電弧的潛弧焊法配合大功率散熱和大電流高速度措施，使焊縫處的焊接質(zhì)量和外觀都得到了改善，使焊縫母材切割端面與焊片全部熔合，但母材表面又保持沒有明顯塌陷和變形的外觀；本發(fā)明還采用弧焊機(jī)器人進(jìn)行焊接，其優(yōu)點(diǎn)是首先是軌跡的精度高，修正軌跡方便，再者焊槍速度、電流、電壓、輸入能量諸項(xiàng)參數(shù)之間的配合，也十分方便，焊接質(zhì)量的優(yōu)化變得更容易了。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的特點(diǎn)。


圖1為焊接工藝裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為夾具結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為焊片與母材之間裝配關(guān)系示意圖；圖4為圖3A-A剖視圖及兩段焊接示意圖；圖5為三段焊接示意圖。
圖1中包括焊接機(jī)器人1(由日本OTC公司生產(chǎn)的)、雙頭平行鋸2、送焊片裝置3、移動平臺4、夾具大平臺5、夾具6、固定平臺7、已焊好的部件8、待焊的部件9。其中夾具6安裝在夾具座11上，移動平臺4可在夾具大平臺5上沿軌道10往復(fù)運(yùn)動，夾具大平臺5是對稱結(jié)構(gòu)，分別夾持對稱的左、右車門部件8、9，載有移動平臺4的夾具大平臺5可沿軌道12在固定平臺7上往復(fù)運(yùn)動。
由圖1所示，在A工作區(qū)，母材夾具橫向移動平臺4處于開啟狀態(tài)，打開夾具(銅質(zhì)散熱)6，將清洗處理好的零件9裝入夾具，夾具6夾緊，雙頭平行鋸2沿圖中箭頭a方向?qū)α慵徢?，雙頭鋸?fù)嘶卦?，送焊片裝置3將焊片送入對接縫處，平臺4沿箭頭b方向移動將焊片夾緊，送片裝置3復(fù)位；而在C工作區(qū)正在進(jìn)行已裝好的另一側(cè)部件的焊接操作，由焊接機(jī)器人1分段對部件8(部件8是在上一個(gè)循環(huán)填好的另一側(cè)車門部件)實(shí)施焊接，焊接和上述的裝件準(zhǔn)備全部完畢后，夾具大平臺5沿箭頭C在固定平臺7上移動，將已準(zhǔn)備好的部件移入C工位區(qū)進(jìn)行焊接操作，而已焊好的部件8在B工作區(qū)，將夾具6打開，取出部件8，然后重復(fù)在A工位區(qū)上的操作步驟，將這一側(cè)的零件裝入夾具待焊，再進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，圖中所述的雙頭鋸2、夾具6、送焊片裝置屬通用裝置。
由圖2所示，6-1是利用本方法已焊好的焊縫，6-2是母材零部件，6-3是用本方法待焊的焊縫，6-4是銅質(zhì)散熱夾具的下部，6-6是銅質(zhì)散熱夾具的上部，其沿圖中軸線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)閉合在夾具6-4上對零部件實(shí)施夾緊。6-5是用其他方法焊接的車門三角區(qū)部分。
由圖3所示，焊片填入兩個(gè)對接的母材之間。
由圖4所示，對于復(fù)雜形狀母材的對接部件9采用2-3段焊接，圖4表明兩段對接方式，由起弧點(diǎn)順時(shí)鐘方向進(jìn)行第1段焊接，然后再從起弧點(diǎn)逆時(shí)鐘方向進(jìn)行第2段焊接。
由圖5所示，對接部件9采用三段焊接。圖中9-1～9-18為各段之間的連續(xù)設(shè)置號。焊接過程9-1～9-4為第一段焊接，9-5～9-14為第二段焊接，9-15～9-18為第三段焊接。三段焊接的參數(shù)見表1。
表1焊接參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種異型鋁合金型材對接鎢極氦弧焊接方法，其特征在于焊接過程包括如下步驟(1)清洗后的要對接的型材用銅質(zhì)散熱夾具夾緊，并在其接縫處填入預(yù)填充焊片，所述的型材壁厚為1-5毫米，所述的焊片材料為鋁-硅亞共晶合金，其厚度為1.5-2.5毫米，所述的銅質(zhì)散熱夾具要靠近焊縫，(2)對步驟(1)的對接型材采用無送絲鎢極氦弧焊方法，即焊接電源以直流正極性方式工作工件為正極，焊槍為負(fù)極，型材母材即切即焊；鎢極焊槍沿焊片平面在焊槍前進(jìn)方向與焊接曲線切線成50-120度夾角，用短弧焊接，焊片熔化后，鎢極到焊縫之間的距離為0.8-1.0毫米，稱之為潛弧焊，所述的氦氣純度≥99.9％，氦氣流量3-4升/厘米2·分鐘，焊槍所用的電流為10-150安培，焊槍尖速度為0-70厘米/分鐘，(3)對復(fù)雜形狀的對接面采用2-3段焊接，起弧點(diǎn)選在壁厚最大的地方。
全文摘要
本發(fā)明是一種異型鋁合金型材對接鎢極氦弧焊接方法,其特點(diǎn)在于是將要對接的型材用銅質(zhì)散熱夾具夾緊并填入預(yù)填充焊片,然后采用無送絲鎢極氦弧焊方法,焊接電源以直流正極性方式工作,型材母材即切即焊且用短弧焊接,所用的焊片為鋁－硅亞共晶合金,對復(fù)雜形狀對接面采用多段焊接。本發(fā)明的方法焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠,生產(chǎn)效率較高,制造成本低,適用于鋁合金轎車門型材或其它用途的型材之間對接焊接。
文檔編號B23K9/16GK1333102SQ0111016
公開日2002年1月30日 申請日期2001年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月2日
發(fā)明者陳 峰, 丁家仁 申請人:吉林華眾轎車門股份有限公司