專(zhuān)利名稱(chēng)：一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬焊接技術(shù)及裝置領(lǐng)域，尤其是一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)節(jié)能、環(huán)保、安全提出更高的要求，鋁合金等輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用獲得廣泛關(guān)注。鋁合金具有較高的比強(qiáng)度、斷裂韌度、疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕穩(wěn)定性，并且工藝成形性和焊接性能良好。在汽車(chē)制造中，為了提高汽車(chē)車(chē)架的剛度，減輕汽車(chē)的重量，提高汽車(chē)的碰撞性能，鋁合金材料得到大量應(yīng)用。隨著全鋁車(chē)身汽車(chē)的使用，鋁合金擠壓型材、薄板等焊接結(jié)構(gòu)在汽車(chē)中起著越來(lái)越重要的作用，高質(zhì)量的鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件成為現(xiàn)代汽車(chē)中的關(guān)鍵零 部件，研究鋁合金焊接接頭及結(jié)構(gòu)件的大變形力學(xué)行為對(duì)車(chē)體制造成形和碰撞安全設(shè)計(jì)具有重要的意義。焊接作為一種材料連接技術(shù)，隨著設(shè)備結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步大型化和復(fù)雜化，對(duì)材料和工藝技術(shù)的發(fā)展都提出了更高的要求。如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和高可靠性的焊接工藝，一直是人們關(guān)注和研究的主要問(wèn)題。鋁合金構(gòu)件的最主要連接方法是焊接，目前鋁合金焊接國(guó)內(nèi)外采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)、激光焊(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，并且滿足汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。TIG焊接過(guò)程穩(wěn)定，保護(hù)效果好，而且經(jīng)濟(jì)成本低，在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用；另外TIG焊接研究過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)化，因此理論及試驗(yàn)研究多是針對(duì)TIG焊接。鋁合金具有熔點(diǎn)低、熱傳導(dǎo)系數(shù)較大、熱膨脹率高等特點(diǎn)，采用常規(guī)熔化焊工藝焊接時(shí)，會(huì)出現(xiàn)焊縫裂紋傾向大、容易產(chǎn)生氣孔、焊接結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力和殘余變形較大等問(wèn)題，導(dǎo)致焊縫強(qiáng)度損失較大，焊縫質(zhì)量得不到保證。對(duì)現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，EP03077370公開(kāi)了 “一種對(duì)鋁合金和不銹鋼的TIG焊接方法”，主要介紹了用于鋁合金和不銹鋼的TIG焊接工藝方法；EP03077370公開(kāi)了“一種TIG焊接方法和裝置”，主要介紹通過(guò)特定的裝置實(shí)現(xiàn)替代現(xiàn)有TIG焊接電路控制技術(shù)的方法；CN101474709公開(kāi)了 “一種鋁及鋁合金手工雙槍雙面TIG焊接技術(shù)”，主要介紹了一種鋁及鋁合金手工雙槍雙面TIG焊接技術(shù)，其焊接過(guò)程采用向上立焊工藝，兩把手工焊槍分別在被焊接頭正、背面同時(shí)起弧焊接的技術(shù)；CN101767246A公開(kāi)了“一種提高TIG焊接速度的裝置和方法”，其主要通過(guò)改善電弧形態(tài)，進(jìn)行高速TIG焊；CN102079004A公開(kāi)了 “鋁合金對(duì)接環(huán)縫無(wú)襯墊單面焊雙面成形自動(dòng)TIG焊接方法”，主要介紹了采用自動(dòng)鎢極氬弧焊機(jī)進(jìn)行分層焊接，實(shí)現(xiàn)鋁合金對(duì)接環(huán)縫無(wú)襯墊單面焊雙面成形自動(dòng)TIG焊接方法；CN101147995A公開(kāi)了 “一種鋁管焊接方法、鋁制管片式換熱器焊接方法及鋁管焊接裝置”，主要介紹了一種鋁制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(jìn)行裝配，然后焊接長(zhǎng)、短U形管的接頭；CN102528259A公開(kāi)了 “一種限位固定套焊接裝置”，主要介紹了一種設(shè)計(jì)到汽車(chē)減震器活塞桿分總成焊接的限位固定套焊接裝置；CN101391356A公開(kāi)了 “一種可調(diào)節(jié)的焊接裝置”，主要介紹了一種適用于具有對(duì)稱(chēng)焊接位置的焊接工件的可調(diào)節(jié)控制裝置。以上幾種方法或裝置對(duì)均是針對(duì)具體的焊接工件的TIG焊接工藝和焊接裝置，用于其他鋁合金工件時(shí)并不能完全適用，可能出現(xiàn)各種焊接缺陷，焊接變形等裝配缺陷，針對(duì)具體的工件需要進(jìn)行具體焊接工藝的制訂和裝置的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有鋁材氬弧焊TIG焊接技術(shù)進(jìn)行了焊接工藝優(yōu)化和焊接裝置改進(jìn)，提供了一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法及所使用的焊接裝置，通過(guò)采用優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)和焊接裝置進(jìn)行鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法，如焊絲和焊接電流等工藝參數(shù)的優(yōu)化選擇，焊接裝置與一般焊接裝置相比，靈活、簡(jiǎn)單，可減少焊接缺陷和提高焊接精度，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率，避免焊接缺陷及變形，降低成本，具有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)及市場(chǎng)前景。本發(fā)明的目的所采用技術(shù)方案，其焊接方法步驟如下
a、除油清洗一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成由橫梁、吸能盒和支架組成，其中吸能盒和支架左右各一對(duì)，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(mén)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(qū)域，經(jīng)打磨放入盛93#汽油溶液容器中，進(jìn)行浸潰和除油處理，隨后用5%-10%濃度的NaOH溶液容器內(nèi)清洗焊件，溶液溫度要求40-60°C，清洗時(shí)間為l_3min，取出用流動(dòng)的清水沖洗，最后自然風(fēng)干；
b、焊接將一個(gè)支架放至一個(gè)支架工裝底板上，支架工裝底板上有定位銷(xiāo)孔和兩個(gè)螺栓孔與支架上定位孔和兩個(gè)螺栓孔對(duì)應(yīng)，并在支架工裝底板上進(jìn)行定位，同時(shí)支架的三個(gè)邊與支架工裝底板中間呈Π形排列支架定位槽孔的邊對(duì)齊定位，然后將吸能盒定位板放至支架工裝底板上進(jìn)行定位，吸能盒定位板各邊與支架工裝底板各邊對(duì)齊，并將吸能盒定位板上定位銷(xiāo)孔與支架上定位銷(xiāo)孔對(duì)齊，并通過(guò)定位銷(xiāo)定位，將一個(gè)吸能盒放入吸能盒定位板中部Π形缺口內(nèi)，兩者之間為間隙配合，為保證一個(gè)吸能盒與一個(gè)支架之間的垂直度，在一個(gè)吸能盒中插入與內(nèi)孔大小相同鑲塊，鑲塊與吸能盒內(nèi)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，鑲塊壓緊絲桿穿過(guò)上鑲塊夾緊塊的孔與下鑲塊夾緊塊孔內(nèi)螺紋配合，完成吸能盒及支架之間定位及緊固，然后取出吸能盒定位板，采用交流電焊機(jī)，手工TIG焊接方式進(jìn)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(hù)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(gè)角位置焊接四個(gè)點(diǎn)焊，以固定吸能盒，然后對(duì)吸能盒四邊采用以上焊接工藝，以滿焊方式進(jìn)行焊接，采用同樣的方式焊接另一個(gè)吸能盒和另一個(gè)支架，完成吸能盒與支架的焊接焊后，保持
15-20min，待其冷卻后，卸去上、下鑲塊壓緊塊和鑲塊壓緊絲桿；
其次，在完成一對(duì)吸能盒與支架的焊接后，再對(duì)兩個(gè)吸能盒與橫梁接觸的兩側(cè)進(jìn)行焊接，將橫梁放置在已調(diào)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桿和支撐桿之間，兩端放置在另兩個(gè)立柱架的支撐桿上，通過(guò)調(diào)整立柱架的個(gè)數(shù)，位置及支撐桿的高度可以調(diào)整立柱架支撐的弧度，以達(dá)到配合橫梁弧度的目的，通過(guò)測(cè)量橫梁兩側(cè)的高度，定位好橫梁，通過(guò)壓桿將橫梁在立柱架上夾緊，同時(shí)立柱架可以在橫梁寬度方向夾緊，將焊接好的兩個(gè)吸能盒與支架的焊接工裝裝置翻轉(zhuǎn)，使吸能盒朝下，通過(guò)支架工裝底板的上導(dǎo)向柱孔，套在導(dǎo)向柱上端柱上，吸能盒在橫梁上的定位通過(guò)兩側(cè)上導(dǎo)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后，開(kāi)始對(duì)吸能盒與橫梁的接觸面進(jìn)行焊接，為保證焊接的精度，左右兩端同時(shí)進(jìn)行焊接，采用交流電焊機(jī)，手工TIG焊接方式進(jìn)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(hù)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(cè)吸能盒與橫梁接觸的四個(gè)角處采用點(diǎn)焊，以進(jìn)一步固定吸能盒位置，然后在吸能盒與橫梁接觸處進(jìn)行滿焊，焊接完成后保持15_20min，使焊接好的保險(xiǎn)杠總成冷卻，然后松開(kāi)支架與支架工裝底板的定位銷(xiāo)、緊固螺栓B及支架工裝底板在導(dǎo)向柱上緊固螺栓A，取出支架工裝底板，松開(kāi)立柱架上壓桿的調(diào)節(jié)螺栓C，取出壓桿，然后取出焊接好的鋁合金保險(xiǎn)杠總成；
C、焊后清理焊后去除焊渣，用硬毛刷擦焊好的鋁合金保險(xiǎn)杠總成，再在60-80°C，濃 度為2%-3%的重鉻酸鉀溶液中浸洗5-10min，然后用40°C的熱水沖刷洗滌，并檢查焊縫質(zhì)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、鑲塊壓緊絲桿、上鑲塊壓緊塊、總成工裝底座、立柱架、立柱架底座、導(dǎo)向柱，前述的支架工裝底板的板上四角上有導(dǎo)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(gè)內(nèi)螺紋孔和定位銷(xiāo)孔，四顆緊固螺栓A與支架工裝底板的四角導(dǎo)向柱孔的外端壁內(nèi)螺紋嚙合，其特征是
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(xiāo)分別穿過(guò)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，鑲塊壓緊絲杠穿過(guò)上鑲塊壓緊塊的孔與下鑲塊壓緊塊的孔內(nèi)螺紋嚙合，兩顆緊固螺栓B分別與支架工裝底板上內(nèi)螺紋孔嚙合，構(gòu)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(gè)L形的立柱架，調(diào)節(jié)螺栓A穿過(guò)立柱架的水平板槽形孔與立柱架底座中部孔內(nèi)螺紋嚙合，立柱架中間放有支撐桿，調(diào)節(jié)螺栓B穿過(guò)立柱架的豎直板槽孔與支撐桿端面孔內(nèi)螺紋嚙合，中間的兩個(gè)立柱架裝的支撐桿上面有壓桿，調(diào)節(jié)螺栓C穿過(guò)中間的立柱架豎直板槽孔與壓桿端面孔內(nèi)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(guò)C形緊固夾上支臂板孔與立柱架底座邊上孔內(nèi)螺紋嚙合，總成工裝底板的兩邊端面分別有四個(gè)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(dǎo)向柱安裝座，導(dǎo)向柱安裝座端面有凹半圓弧形，耳塊與導(dǎo)向柱安裝座兩者形成下導(dǎo)向柱孔，緊固螺栓C穿過(guò)導(dǎo)向柱安裝座端面孔與耳塊端面孔內(nèi)螺紋嚙合，導(dǎo)向柱下端插入下導(dǎo)向柱孔、上端插入前述焊接工裝裝置翻轉(zhuǎn)后支架工裝底板的上導(dǎo)向柱孔。本發(fā)明，立柱架有3-6個(gè)。本發(fā)明，支撐桿有3-6個(gè)。本發(fā)明，C形緊固夾有6-12個(gè)。
本發(fā)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(fā)明，支架工裝座板的兩個(gè)內(nèi)螺紋孔分別與支架的兩個(gè)螺栓孔的軸心線在同一條線上。本發(fā)明通過(guò)采用優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)和焊接裝置進(jìn)行鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法，如焊絲和焊接電流等工藝參數(shù)的優(yōu)化選擇，焊接裝置與一般焊接裝置相比，靈活、簡(jiǎn)單，可減少焊接缺陷和提高焊接精度，本發(fā)明具有焊接設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，焊縫質(zhì)量高，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率，避免焊接缺陷及變形，降低成本等特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。圖I是汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是吸能盒與支架焊接工裝示意 圖3是汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠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(xiāo)，8-鑲塊壓緊絲桿，9-上鑲塊壓緊塊，10-鑲塊，11-上導(dǎo)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(dǎo)向柱，16-支撐桿，17-壓桿，18-導(dǎo)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(diào)節(jié)螺栓C，24-耳塊，25-調(diào)節(jié)螺栓B，26-調(diào)節(jié)螺栓A，27-緊固螺栓D。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖I、圖2、圖3，焊接方法實(shí)施例和焊接裝置進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)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(duì)，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(mén)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(cè)為174mm,低的一側(cè)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(zhǎng)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(xiǎn)杠橫梁2、吸能盒3及支架I的坡口及周邊區(qū)域，打磨后，放入盛有93#汽油溶液容器內(nèi)，進(jìn)行除油處理，隨后放入6%濃度的NaOH溶液容器內(nèi)清洗焊件，其中溶液溫度要求50°C，清洗時(shí)間為2min，然后用流動(dòng)的清水沖洗，最后自然風(fēng)干焊件；將一個(gè)支架I放至一個(gè)支架工裝底板4上，支架工裝底板4上有定位銷(xiāo)孔和兩個(gè)螺栓孔與支架I上定位孔和兩個(gè)螺栓孔對(duì)應(yīng)，并在支架工裝底板4上進(jìn)行定位，同時(shí)支架I的三個(gè)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(duì)齊定位，然后將一個(gè)吸能盒定位板6放至一個(gè)支架工裝底板4上進(jìn)行定位,吸能盒定位板6各邊與支架工裝底板4各邊對(duì)齊，并將吸能盒定位板6上定位銷(xiāo)孔與支架I上定位銷(xiāo)孔對(duì)齊，并通過(guò)定位銷(xiāo)7定位，將一個(gè)吸能盒3放入吸能盒定位板6中部的Π形的缺口內(nèi)，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(nèi)孔大小相同鑲塊10，鑲塊10與吸能盒3內(nèi)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，鑲塊壓緊塊絲桿8穿過(guò)上鑲塊壓緊塊9的孔與下鑲塊壓緊塊孔內(nèi)螺紋嚙合及緊固，完成吸能盒3及支架I之間定位及緊固，然后取出吸能盒定位板6，采用交流電焊機(jī)，手工TIG焊接方式進(jìn)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(hù)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(gè)角位置焊接四個(gè)點(diǎn)焊，以固定吸能盒3，然后對(duì)吸能盒3四邊采用以上焊接工藝，以滿焊方式進(jìn)行焊接，采用同樣的方式焊接另一個(gè)吸能盒3和另一個(gè)支架1，完成吸能盒3與支架I的焊接后，保持15-20min，待其冷卻后，卸去上、下鑲塊壓緊塊和鑲塊壓緊絲桿8 ；
其次，在完成一對(duì)吸能盒3與支架I的焊接后，再對(duì)吸能盒3與橫梁2接觸的兩側(cè)進(jìn)行焊接，將橫梁2放置在已調(diào)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的壓桿17和支撐桿16之間，兩端放置在另兩個(gè)立柱架20的支撐桿16上，通過(guò)調(diào)整立柱架20的個(gè)數(shù)，位置及支撐桿16的高度可以調(diào)整立柱架20支撐的弧度，以達(dá)到配合橫梁2弧度的目的，通過(guò)測(cè)量橫梁2兩側(cè)的高度，定位好橫梁2，通過(guò)壓桿17將橫梁2在立柱架20上夾緊，同時(shí)立柱架20可以在橫梁2寬度方向夾緊，將焊接好的兩側(cè)吸能盒3與支架I的焊接工裝裝置翻轉(zhuǎn)，使吸能盒3朝下，通過(guò)支架工裝底板4上的導(dǎo)向柱孔11，套在導(dǎo)向柱15的上端柱上，吸能盒3在橫梁2上的定位通過(guò)兩側(cè)上導(dǎo)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后，開(kāi)始對(duì)吸能盒3與橫梁2的接觸面進(jìn)行焊接，為保證焊接的精度，左右兩端進(jìn)行同時(shí)焊接，采用交流電焊機(jī)，手工TIG焊接方式進(jìn)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(hù)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(cè)吸能盒3與橫梁2接觸的四個(gè)角處采用點(diǎn)焊，以進(jìn)一步固定吸能盒3位置，然后在吸能盒3與橫梁2接觸處進(jìn)行滿焊，焊接完成后保持15-20min冷卻，然后松開(kāi)支架I與支架工裝底板4的定位銷(xiāo)7、緊固螺栓B12及支架工裝底板4在導(dǎo)向柱15上緊固螺栓A5，取出支架工裝底板4，松開(kāi)立柱架20上壓桿17的調(diào)節(jié)螺栓C23，取出壓桿17，然后取出焊接好的鋁合金保險(xiǎn)杠總成；
焊接完成后去除焊渣，用硬毛刷清擦焊接好的鋁合金保險(xiǎn)杠總成，再在70°C，濃度為3%的重鉻酸鉀溶液中浸洗8min，然后用40°C的熱水沖刷洗滌，并檢查焊縫質(zhì)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、鑲塊壓緊絲桿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(dǎo)向柱15，前述的支架工裝底板4的板上四角上有導(dǎo)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(gè)內(nèi)螺紋孔和定位銷(xiāo)孔，四顆緊固螺栓A5與支架工裝底板4的四角導(dǎo)向孔11的外端壁內(nèi)螺紋嚙合，其特征是
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(xiāo)7分別穿過(guò)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，鑲塊壓緊絲杠8穿過(guò)上鑲塊壓緊塊9的孔與下鑲塊壓緊塊的孔內(nèi)螺紋嚙合，兩顆緊固螺栓B12分別與支架工裝底板4上內(nèi)螺紋孔嚙合，構(gòu)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(gè)L形的立柱架20，調(diào)節(jié)螺栓A26穿過(guò)立柱架20的水平板槽形孔與立柱架底座22中部孔內(nèi)螺紋嚙合，立柱架20中間放有支撐桿16，調(diào)節(jié)螺栓B25穿過(guò)立柱架20的豎直板槽孔與支撐桿16端面孔內(nèi)螺紋嚙合，中間的兩個(gè)立柱架20裝的支撐桿16上面有壓桿17，調(diào)節(jié)螺栓C23穿過(guò)中間的立柱架20豎直板槽孔與壓桿17端面孔內(nèi)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(guò)C形緊固夾21上支臂板孔與立柱架底座22邊上孔內(nèi)螺紋嚙合， 總成工裝底板14的兩邊端面分別有四個(gè)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(dǎo)向柱安裝座18，導(dǎo)向柱安裝座18端面有凹半圓弧形，耳塊24與導(dǎo)向柱安裝座18兩者形成下導(dǎo)向柱孔，緊固螺栓C19穿過(guò)導(dǎo)向柱安裝座18端面孔與耳塊24端面孔內(nèi)螺紋嚙合，導(dǎo)向柱15下端插入下導(dǎo)向柱孔、上端插入前述焊接工裝裝置翻轉(zhuǎn)后支架工裝底板4的上導(dǎo)向柱孔11。本發(fā)明，立柱架20有3-6個(gè)。本發(fā)明，支撐桿16有3-6個(gè)。本發(fā)明，C形緊固夾21有6-12個(gè)。本發(fā)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(fā)明，支架工裝座板4的兩個(gè)內(nèi)螺紋孔分別與支架I的兩個(gè)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(guò)程中顯示的被焊接件。本發(fā)明，松動(dòng)緊固螺栓A5，即可調(diào)節(jié)支架工裝底板4在導(dǎo)向柱15上下位置；松動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓C23，即可調(diào)節(jié)壓桿17上下位置；松動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓B25，即可調(diào)節(jié)支撐桿16上下位置；松動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓A26，即可調(diào)節(jié)兩立柱架20之間的距離；松動(dòng)C形緊固夾21，即可調(diào)整立柱架20在總成工裝底座14的位置。
權(quán)利要求
1.一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法，其特征是焊接方法步驟如下 a、除油清洗一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成由橫梁(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(duì)，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(mén)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(qū)域，經(jīng)打磨放入盛93#汽油溶液中，進(jìn)行浸潰和除油處理，隨后用5%-10%濃度的NaOH溶液容器內(nèi)清洗焊件，溶液溫度要求40-60°C，清洗時(shí)間為l_3min，取出用流動(dòng)的清水沖洗，最后自然風(fēng)干； b、焊接將一個(gè)支架(I)放至一個(gè)支架工裝底板(4)上，支架工裝底板(4)上有定位銷(xiāo)孔和兩個(gè)螺栓孔與支架(I)上定位孔和兩個(gè)螺栓孔對(duì)應(yīng)，并在支架工裝底板(4)上進(jìn)行定位，同時(shí)支架(I)的三個(gè)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(duì)·齊定位，然后將吸能盒定位板(6)放至支架工裝底板(4)上進(jìn)行定位,吸能盒定位板(6)各邊與支架工裝底板(4)各邊對(duì)齊，并將吸能盒定位板(6)上定位銷(xiāo)孔與支架(I)上定位銷(xiāo)孔對(duì)齊，并通過(guò)定位銷(xiāo)(7)定位，將一個(gè)吸能盒(3)放入吸能盒定位板(6)中部Π形缺口內(nèi)，兩者之間為間隙配合，為保證一個(gè)吸能盒(3)與一個(gè)支架(I)之間的垂直度，在一個(gè)吸能盒(3)中插入與內(nèi)孔大小相同鑲塊(10)，鑲塊(10)與吸能盒(3)內(nèi)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，鑲塊壓緊絲桿(8)穿過(guò)上鑲塊夾緊塊(9)的孔與下鑲塊夾緊塊孔內(nèi)螺紋嚙合，完成吸能盒(3)及支架(I)之間定位及緊固，然后取出吸能盒定位板(6)，采用交流電焊機(jī)，手工TIG焊接方式進(jìn)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(hù)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(gè)角位置焊接四個(gè)點(diǎn)焊，以固定吸能盒(3)，然后對(duì)吸能盒(3)四邊采用以上焊接工藝，以滿焊方式進(jìn)行焊接，采用同樣的方式焊接另一個(gè)吸能盒(3)和另一個(gè)支架(1)，完成吸能盒(3)與支架(I)的焊接焊后，保持15-20min，待其冷卻后，卸去上、下鑲塊壓緊塊和鑲塊壓緊絲桿(8)； 其次，在完成一對(duì)吸能盒(3 )與支架(I)的焊接后，再對(duì)兩個(gè)吸能盒(3 )與橫梁(2 )接觸的兩側(cè)進(jìn)行焊接，將橫梁(2)放置在已調(diào)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)的壓桿(17)和支撐桿(16)之間、兩端放置在另兩個(gè)立柱架(20)的支撐桿(16)上，通過(guò)調(diào)整立柱架(20)的個(gè)數(shù)，位置及支撐桿(16)的高度可以調(diào)整立柱架(20)支撐的弧度，以達(dá)到配合橫梁(2)弧度的目的，通過(guò)測(cè)量橫梁(2)兩側(cè)的高度，定位好橫梁(2 )，通過(guò)壓桿(17)將橫梁(2 )在立柱架(20 )上夾緊，同時(shí)立柱架(20 )可以在橫梁(2)寬度方向夾緊，將焊接好的兩個(gè)吸能盒(3)與支架(I)的焊接工裝裝置翻轉(zhuǎn)，使吸能盒(3)朝下，通過(guò)支架工裝底板(4)的上導(dǎo)向柱孔(11)，套在導(dǎo)向柱(15)上端柱上，吸能盒(3 )在橫梁(2 )上的定位通過(guò)兩側(cè)上導(dǎo)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后，開(kāi)始對(duì)吸能盒(3)與橫梁(2)的接觸面進(jìn)行焊接，為保證焊接的精度，左右兩端同時(shí)進(jìn)行焊接，采用交流電焊機(jī)，手工TIG焊接方式進(jìn)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(hù)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(cè)吸能盒(3)與橫梁(2)接觸的四個(gè)角處采用點(diǎn)焊，以進(jìn)一步固定吸能盒(3)位置，然后在吸能盒(3)與橫梁(2)接觸處進(jìn)行滿焊，焊接完成后保持15-20min，使焊接好的保險(xiǎn)杠總成冷卻，然后松開(kāi)支架(I)與支架工裝底板(4)的定位銷(xiāo)(7)、緊固螺栓B (12)及支架工裝底板(4)在導(dǎo)向柱(15)上緊固螺栓A (5)，取出支架工裝底板(4)，松開(kāi)立柱架(20)上壓桿(17)的調(diào)節(jié)螺栓C (23)，取出壓桿(17)，然后取出焊接好的鋁合金保險(xiǎn)杠總成； C、焊后清理焊后去除焊渣，用硬毛刷清擦焊好的鋁合金保險(xiǎn)杠總成，再在60-80°C，濃度為2%-3%的重鉻酸鉀溶液中浸洗5-10min，然后用40°C的熱水沖刷洗滌，并檢查焊縫質(zhì)量觀察是否有夾雜物、氣泡、裂紋、變形等缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法的焊接裝置，包括支架工裝底板(4)、鑲塊(10)、鑲塊壓緊絲桿(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(dǎo)向柱(15)，前述的支架工裝底板(4)的板上四角上有導(dǎo)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(gè)內(nèi)螺紋孔和定位銷(xiāo)孔，四顆緊固螺栓A (5)與支架工裝底板(4)的四角導(dǎo)向柱孔(11)的外端壁內(nèi)螺紋嚙合，其特征是 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(xiāo)(7)分別穿過(guò)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，鑲塊壓緊絲杠(8)穿過(guò)上鑲塊壓緊塊(9)的孔與下鑲塊壓緊塊的孔內(nèi)螺紋嚙合，兩顆緊固螺栓B(12)分別與支架工裝底板(4)上內(nèi)螺紋孔嚙合，構(gòu)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(gè)L形的立柱架(20)，調(diào)節(jié)螺栓A (26)穿過(guò)立柱架(20)的水平板槽形孔與立柱架底座(22)中部孔內(nèi)螺紋嚙合，立柱架(20)中間放有支撐桿(16)，調(diào)節(jié)螺栓B (25)穿過(guò)立柱架(20)的豎直板槽孔與支撐桿(16)端面孔內(nèi)螺紋嚙合，中間的兩個(gè)立柱架(20)裝的支撐桿(16)上面有壓桿(17)，調(diào)節(jié)螺栓C (23)穿過(guò)中間的立柱架(20)豎直板槽孔與壓桿(17)端面孔內(nèi)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(guò)C形緊固夾(21)上支臂板孔與立柱架底座(22)邊上孔內(nèi)螺紋嚙合，總成工裝底板(14)的兩邊端面分別有四個(gè)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(dǎo)向柱安裝座(18)，導(dǎo)向柱安裝座(18)端面有凹半圓弧形，耳塊(24)與導(dǎo)向柱安裝座(18)兩者形成下導(dǎo)向柱孔，緊固螺栓C (19)穿過(guò)導(dǎo)向柱安裝座(18)端面孔與耳塊(24)端面孔內(nèi)螺紋嚙合，導(dǎo)向柱(15)下端插入下導(dǎo)向柱孔、上端插入前述焊接工裝裝置翻轉(zhuǎn)后支架工裝底板(4)的上導(dǎo)向柱孔(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法的焊接裝置，其特征是立柱架(20)有3-6個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法的焊接裝置，其特征是支撐桿(16)有3-6個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法的焊接裝置，其特征是C形緊固夾(21)有6-12個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法的焊接裝置，其特征是支架工裝底板(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(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法的焊接裝置，其特征是支架工裝座板(4)的兩個(gè)內(nèi)螺紋孔分別與支架(I)的兩個(gè)螺栓孔的軸心線在同一條線上。
全文摘要
一種汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成焊接方法屬于金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域。汽車(chē)用鋁合金保險(xiǎn)杠總成由橫梁、吸能盒和支架組成，分別采用兩套焊接工裝對(duì)其進(jìn)行分步焊接，首先焊接吸能盒和支架，然后將焊接好的吸能盒和支架與橫梁進(jìn)行焊接。焊接裝置可進(jìn)行根據(jù)焊件特征進(jìn)行調(diào)節(jié)、定位，并實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接的緊固，避免焊接后出現(xiàn)變形；采用交流電焊機(jī)人工鎢極氬弧焊TIG焊接，調(diào)整焊絲材料、焊接電流、焊接速度和送絲速度等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化匹配，可以避免出現(xiàn)焊接缺陷。具有焊接設(shè)備靈活、簡(jiǎn)單，操作方便，焊接穩(wěn)定，焊接速度快，生產(chǎn)成本低，填充焊絲少，焊接層數(shù)少，變形小，焊后無(wú)需校正，外觀成形美觀，焊縫質(zhì)量高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K9/32GK102941400SQ20121045309
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者萬(wàn)鑫銘, 陳華述, 周佳, 張宗成, 李陽(yáng), 張怒濤, 趙清江, 金慶生, 高麗, 王光耀 申請(qǐng)人:中國(guó)汽車(chē)工程研究院股份有限公司, 重慶長(zhǎng)安鈴木汽車(chē)有限公司