專利名稱：基于cmt的輕金屬電弧點焊方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電弧點焊方法，具體涉及一種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法及其裝置，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁、鎂等輕金屬材料具有密度小、比強度高等特點，因此用輕金屬材料替代傳統(tǒng)鋼材已成為汽車輕量化最主要的方法之一，這就涉及到輕金屬之間連接的問題。鋁、鎂等輕金屬連接技術(shù)主要包括電阻點焊、攪拌摩擦點焊、半空心鉚釘自沖鉚接等。電阻點焊技術(shù)普遍應(yīng)用于鋼板車身的連接，而鋁、鎂等輕金屬均具有熱導(dǎo)率大、電阻率低、線膨脹系數(shù)大等特點，因此導(dǎo)致電阻點焊時能耗變高，電極表面磨損較快，焊核夾雜氣孔嚴(yán)重，焊接過程產(chǎn)生飛濺，接頭質(zhì)量不穩(wěn)定等問題；攪拌摩擦點焊屬于固相連接技術(shù)，具有較低的能量輸入、較小的變形等優(yōu)點，雖然一定程度上避免了上述問題，但焊接結(jié)束后會留下工藝孔匙，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，而且使接頭強度降低，由德國發(fā)明的回填式攪拌摩擦點焊技術(shù)雖然焊后不會留下工藝孔匙，但其裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本及控制精度要求高，且焊接速度慢；半空心鉚釘自沖鉚接是應(yīng)用較為廣泛的輕金屬連接技術(shù)，該方法使鉚釘與板料之間形成牢固互鎖的機械冷成形工藝，能夠有效地避免輕金屬熔化焊時存在的問題，具有較高強度，但通常鋁、鎂等輕金屬延展率較低，因此鉚接輕金屬材料時接頭容易產(chǎn)生裂紋甚至脆裂，而且鉚接薄板時對鉚釘模具組合設(shè)計要求高，同時鉚釘會使成本上升，而且無形中增加車身質(zhì)量。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ronius基于熔化極惰性氣體保護(hù)焊(MIG)發(fā)明了一種稱作冷金屬過渡(Cold Metal Transfer，簡稱CMT)的電弧焊工藝。由于CMT方法通過數(shù)字化控制使焊絲回抽實現(xiàn)金屬熔滴的過渡，與常規(guī)的電弧焊工藝相比熱輸入大大降低，成為一種極具應(yīng)用前景的輕金屬連接方法。目前該方法通常用于縫焊，而鋁、鎂等輕金屬材料線膨脹系數(shù)大，尤其在焊接薄板時接頭會存在很大的焊接變形，難以很好地完成輕金屬間的連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法及其裝置，即采用夾緊機構(gòu)結(jié)合冷金屬過渡電弧焊技術(shù)(簡稱CMT)點焊，并在焊接結(jié)束前加入收弧階段，以解決連續(xù)縫焊導(dǎo)致的接頭嚴(yán)重變形的問題，從而提高點焊的接頭質(zhì)量及其穩(wěn)定性。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的—種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，采用夾緊機構(gòu)在電弧點焊裝置上實施，其通過所述夾緊機構(gòu)將待焊輕金屬板夾緊，將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設(shè)置且焊絲對準(zhǔn)待焊點位置，向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化輕金屬板，經(jīng)過收弧階段后形成熔焊接頭。
所述的CMT模式是指通過數(shù)字化控制使焊絲回抽實現(xiàn)金屬熔滴的過渡。所述的收弧階段是指焊接結(jié)束前改變工藝參數(shù)進(jìn)行焊接的過程。所述的輕金屬電弧點焊方法包括以下步驟第一步、將一輕金屬板重疊放置于另一輕金屬板上，并通過帶有墊塊的所述夾緊機構(gòu)將其夾緊，該墊塊位于下層輕金屬板的待焊點位置之下，并與下層輕金屬板緊緊貼合；第二步、將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設(shè)置且焊絲對準(zhǔn)待焊點位置；第三步、向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后，采用預(yù)先設(shè)定好的焊接參數(shù)，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化上、下層輕金屬板，該焊接參數(shù)為焊接電流127A178A，焊接電壓15. 3V 17. 0V，送絲速度6. 0m/mirT8. Om/min以及焊接時間O. 3s 1. 9s ；第四步、進(jìn)入收弧階段，采用預(yù)先設(shè)定好的收弧參數(shù)進(jìn)行收弧焊接，收弧結(jié)束形成熔焊接頭，熄滅電弧并繼續(xù)通入保護(hù)氣體防止接頭氧化，該收弧參數(shù)為收弧電流16A 85A，收弧電壓IOV 12. 6V,收弧時間O.1s 1. Os。所述的待焊輕金屬板為鋁合金或鎂合金。本發(fā)明的另一技術(shù)方案為一種用于所述基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的夾緊機構(gòu)，其包括墊塊、壓塊和壓緊執(zhí)行機構(gòu)，所述墊塊緊貼于重疊放置的兩待焊輕金屬板的下層輕金屬板的下面，所述壓塊壓置于該兩待焊輕金屬板的上層輕金屬板的上面，所述壓緊執(zhí)行機構(gòu)分別連接且驅(qū)動壓塊和墊塊將兩待焊輕金屬板夾緊。所述的墊塊的基體材料為高熔點材料，該高熔點材料為銅或陶瓷。所述的壓緊執(zhí)行機構(gòu)為機械、液壓或氣壓傳動機構(gòu)。本發(fā)明的又一技術(shù)方案為一種用于所述基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的電弧點焊裝置，其包括CMT電弧焊系統(tǒng)、焊絲、氣瓶、機器人控制柜和機器人，其中，CMT電弧焊系統(tǒng)與機器人控制柜相連并傳輸焊接控制信號，焊絲裝于CMT電弧焊系統(tǒng)中，充有氬氣的氣瓶與CMT電弧焊系統(tǒng)連通，機器人控制柜與機器人相連并傳輸機器人運動控制信號。所述的CMT電弧焊系統(tǒng)包括焊槍、送絲機、主機電源和冷卻液箱，其中，焊槍裝在所述機器人的端部，并且與送絲機、主機電源、冷卻液箱依次相連，送絲機由主機電源控制，所述焊絲裝置在送絲機和焊槍中，冷卻液箱由主機電源提供電源和控制信號以冷卻整個CMT電弧焊系統(tǒng)，主機電源與所述機器人控制柜相連以傳輸焊接過程中的輸入、輸出信號。所述的機器人為工業(yè)機械臂，其擁有六個旋轉(zhuǎn)運動軸，所述焊槍安裝在其中的第六軸上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明將點焊代替連續(xù)縫焊，因而很大程度上降低了由于輕金屬線膨脹系數(shù)大而引起的較大變形；此外，通過帶有墊塊的夾緊機構(gòu)以及引入收弧階段，極大地提高了點焊接頭質(zhì)量及其穩(wěn)定性；本發(fā)明簡單易于實現(xiàn)，相比自沖鉚接工藝，具有成本低的優(yōu)點，而且對長期以來基于電阻點焊工藝實現(xiàn)車身零部件裝配的焊接方法沒有影響，易于推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明夾緊機構(gòu)的示意圖。圖2為本發(fā)明電弧點焊裝置的示意圖。圖3為本發(fā)明基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的過程示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，該實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。本發(fā)明所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法采用夾緊機構(gòu)在電弧點焊裝置上實施，其通過所述夾緊機構(gòu)將待焊輕金屬板夾緊，將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設(shè)置且焊絲對準(zhǔn)待焊點位置，向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化輕金屬板，經(jīng)過收弧階段后形成熔焊接頭。所述的CMT模式是指奧地利Fronius公司提出的CMT方法，該方法通過數(shù)字化控制使焊絲回抽實現(xiàn)金屬熔滴的過渡，與常規(guī)的電弧焊熔滴過渡方式相比焊接熱輸入可以大大降低。所述的收弧階段是指焊接結(jié)束前改變?yōu)檩^低工藝參數(shù)進(jìn)行焊接的過程。所述的待焊輕金屬板為鋁合金或鎂合金。本發(fā)明中，CMT點焊能夠解決連續(xù)縫焊使接頭嚴(yán)重變形的問題；夾緊裝置能夠避免因焊接時輕金屬板之間間隙過大導(dǎo)致的焊接不穩(wěn)定等問題；底層輕金屬板緊貼墊塊能夠解決CMT點焊后產(chǎn)生的接頭塌陷甚至出現(xiàn)裂縫的問題；焊接過程加入收弧階段能夠解決CMT點焊后接頭粗化及焊接質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。因此，本發(fā)明能夠極大地提高點焊接頭質(zhì)量及其穩(wěn)定性。如圖1所示，用于所述基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的夾緊機構(gòu)包括墊塊3、壓塊4和壓緊執(zhí)行機構(gòu)5，所述墊塊3緊貼于重疊放置的兩待焊輕金屬板I和2的下層輕金屬板2的下面，該墊塊3的基體材料為銅或陶瓷等高熔點材料；所述壓塊4壓置于該兩待焊輕金屬板I和2的上層輕金屬板I的上面；所述壓緊執(zhí)行機構(gòu)5分別連接且驅(qū)動壓塊4和墊塊3將兩待焊輕金屬板I和2夾緊，該壓緊執(zhí)行機構(gòu)為機械、液壓或氣壓傳動機構(gòu)。如圖2所示，用于所述基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的電弧點焊裝置包括CMT電弧焊系統(tǒng)7、焊絲6、氣瓶8、機器人控制柜9和機器人10 ;其中，CMT電弧焊系統(tǒng)7與機器人控制柜9相連并傳輸焊接控制信號，焊絲6裝于CMT電弧焊系統(tǒng)7中，充有氬氣的氣瓶8與CMT電弧焊系統(tǒng)7連通，機器人控制柜9與機器人10相連并傳輸機器人10運動控制信號。所述的CMT電弧焊系統(tǒng)7包括焊槍11、送絲機12、主機電源13和冷卻液箱14 ；其中，焊槍11裝在所述機器人10的端部，并且與送絲機12、主機電源13、冷卻液箱14依次相連；送絲機12由主機電源13控制，所述焊絲6裝置在送絲機12和焊槍11中，其熔化上層輕金屬板I和下層輕金屬板2形成熔焊接頭；冷卻液箱14由主機電源13提供電源和控制信號，以在焊接過程中冷卻整個CMT電弧焊系統(tǒng)7，主機電源13與所述機器人控制柜9相連以傳輸焊接過程中的輸入、輸出信號。所述的機器人10為工業(yè)機械臂，承重能力和工作半徑滿足電弧焊要求，其擁有六個旋轉(zhuǎn)運動軸，所述焊槍11安裝在其中的第六軸上，焊接過程中該機器人10帶動焊槍11，使其精確定位于輕金屬板待焊點位置。本發(fā)明所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法包括以下步驟，請參閱3 第一步、將一輕金屬板I重疊放置于另一輕金屬板2上(圖3a)，并通過帶有墊塊3的所述夾緊機構(gòu)將其夾緊(圖3c)，該墊塊3位于下層輕金屬板2的待焊點位置之下，并與下層輕金屬板2緊緊貼合(圖3b);
第二步、將所述電弧點焊裝置的具有焊絲6的焊槍11與輕金屬板I的板面垂直設(shè)置且焊絲6對準(zhǔn)待焊點位置(圖3d)；第三步、向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后(圖3e)，采用預(yù)先設(shè)定好的焊接參數(shù)，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化上、下層輕金屬板(圖3f，g)，該焊接參數(shù)為焊接電流127A 178A，焊接電壓15. 3V 17. 0V，送絲速度6. 0m/mirT8· Om/min以及焊接時間
O.3s^l. 9s ；第四步、進(jìn)入收弧階段，采用預(yù)先設(shè)定好的收弧參數(shù)進(jìn)行收弧焊接，收弧結(jié)束形成熔焊接頭(圖3i，j)，熄滅電弧并繼續(xù)通入保護(hù)氣體防止接頭氧化(圖3h)，該收弧參數(shù)為收弧電流16A 85A，收弧電壓IOV 12. 6V，收弧時間O.1s 1. Os。以下為采用本發(fā)明對輕金屬進(jìn)行CMT電弧點焊的實施例，該實施例中均采用上述結(jié)構(gòu)的夾緊機構(gòu)和電弧點焊裝置。實施例1墊塊3材料為黃銅；待焊輕金屬板I和2均為鋁合金AA6061-T6，板件厚度匹配lmm+lmm，鋁合金板用機械打磨方式去除表面的氧化層，用丙酮試劑去除待焊位置的油污；焊絲6材料為AlSi5，直徑為1. 2mm ;機器人10承重能力為5kg，工作半徑為1444mm ;壓緊執(zhí)行機構(gòu)5為機械的滾珠絲杠傳動機構(gòu)，即轉(zhuǎn)動壓緊執(zhí)行機構(gòu)5中的螺母使帶有螺桿的壓塊4向下移動，作用墊塊3共同夾緊待焊輕金屬板I和2。工藝參數(shù)焊接電流為153A，電壓16. 2V，送絲速度7. Om/min，焊接時間為O. 7s ；收弧電流為16A，收弧電壓為10V，收弧時間為O. 5s ;焊絲回抽頻率70Hz ;采用氬氣作為保護(hù)氣體，其流量為15L/min。本實施例工作過程如下第一步、將鋁合金板I重疊放置于鋁合金板2上，通過帶有墊塊3的夾緊機構(gòu)將其夾緊，其中墊塊3位于鋁合金板2待焊點位置之下，并與鋁合金板2緊緊貼合；第二步、將具有焊絲6的焊槍11與鋁合金板I面垂直設(shè)置且焊絲6對準(zhǔn)待焊點位置；第三步、向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后，采用預(yù)先設(shè)定好的焊接參數(shù)，以CMT模式引燃電弧，焊絲6燃燒熔化鋁合金板I和鋁合金板2 ；第四步、進(jìn)入收弧階段，采用預(yù)先設(shè)定好的收弧參數(shù)進(jìn)行收弧焊接，收弧結(jié)束后形成熔焊接頭，熄滅電弧并繼續(xù)通入保護(hù)氣體防止接頭氧化。本實施例在上述焊接參數(shù)條件下焊接，帶有墊塊3的夾緊機構(gòu)不僅能夠保證待焊點位置的鋁合金板1、鋁合金板2及墊塊3緊緊貼合，而且墊塊3能夠有效地避免因鋁合金熔點低引起的接頭塌陷，同時引入收弧階段起到了很好的過渡作用，解決了接頭粗化的問題，因而提高了焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定性，能夠獲得良好的點焊接頭，接頭形貌平整對稱，無飛濺，氣孔、裂紋等焊接缺陷少。焊后采用萬能試驗機進(jìn)行拉伸，接頭可以達(dá)到較高的剪切強度。同時，多點連續(xù)點焊接頭形貌平整美觀，焊后變形小，上、下兩層鋁合金板I和2基本保持平整，與縫焊相比，無明顯彎曲，采用本發(fā)明所述方法可大大減小被連接工件的變形。實施例2墊塊3材料為黃銅，待焊輕金屬板1、2均為鎂合金MnE21，板件厚度匹配lmm+lmm，鎂合金板用機械打磨方式去除表面的氧化層，用丙酮試劑去除待焊位置的油污，焊絲6材料為AZ31B鎂合金焊絲，直徑為1. 2mm;機器人10承重能力為5kg，工作半徑為1444mm ;壓緊執(zhí)行機構(gòu)5為液壓傳動機構(gòu)，即驅(qū)動壓緊執(zhí)行機構(gòu)5中的液壓缸使帶有液壓桿的壓塊4向下移動，作用墊塊3共同夾緊待焊輕金屬板I和2。工藝參數(shù)焊接電流為148A，電壓15. 7V，送絲速度6. 8m/min，焊接時間為O. 7s，收弧電流為16A，收弧電壓為10V，收弧時間為O. 5s，焊絲回抽頻率70Hz，采用氬氣作為保護(hù)氣體，其流量為15L/min。本實施例工作過程如下第一步、將鎂合金板I重疊放置于鎂合金板2上，通過帶有墊塊3的夾緊機構(gòu)將其夾緊，其中墊塊3位于鎂合金板2待焊點位置之下，與鎂合金板2緊緊貼合；第二步、將具有焊絲6的焊槍11與鎂合金板I面垂直設(shè)置且焊絲6對準(zhǔn)待焊點位置；第三步、向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后，采用預(yù)先設(shè)定好的焊接參數(shù)，以CMT模式引燃電弧，焊絲6燃燒熔化鎂合金板I和鎂合金板2 ；第四步、進(jìn)入收弧階段，采用預(yù)先設(shè)定好的收弧參數(shù)進(jìn)行收弧焊接，收弧結(jié)束后形成熔焊接頭，熄滅電弧并繼續(xù)通入保護(hù)氣體防止接頭氧化。本實施例在上述焊接參數(shù)條件下焊接，帶有墊塊3的夾緊裝置不僅能夠保證待焊點位置的鎂合金板1、鎂合金板2及墊塊3緊緊貼合，而且墊塊3能夠有效地避免因鎂合金熔點低引起的接頭塌陷，同時引入收弧階段起到了很好的過渡作用，解決了接頭粗化的問題，因而焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定性提高，能夠獲得良好的點焊接頭，接頭形貌平整對稱，無飛濺，氣孔、裂紋等焊接缺陷較少。焊后采用萬能試驗機進(jìn)行拉伸，接頭可以達(dá)到較高的剪切強度。同時，多點連續(xù)點焊接頭形貌平整美觀，焊后變形小，上、下兩層鎂合金板I和2基本保持平整，與縫焊相比，無明顯彎曲，采用本發(fā)明所述方法可大大減小被連接工件的變形。實施例3墊塊3材料為銅；待焊輕金屬板I和2均為鋁合金AA6061-T6，板件厚度匹配lmm+lmm，鋁合金板用機械打磨方式去除表面的氧化層，用丙酮試劑去除待焊位置的油污；焊絲6材料為AlSi5，直徑為1. 2mm ;機器人10承重能力為5kg，工作半徑為1444mm ;壓緊執(zhí)行機構(gòu)5為機械的滾珠絲杠傳動機構(gòu)，即轉(zhuǎn)動壓緊執(zhí)行機構(gòu)5中的螺母使帶有螺桿的壓塊4向下移動，作用墊塊3共同夾緊待焊輕金屬板I和2。工藝參數(shù)焊接電流為127A，電壓15. 3V，送絲速度6. Om/min，焊接時間為O. 3s ；收弧電流為45A，收弧電壓為11. 5V，收弧時間為O.1s ;焊絲回抽頻率70Hz ;采用氬氣作為保護(hù)氣體，其流量為15L/min。本實施例工作過程如下第一步、將鋁合金板I重疊放置于鋁合金板2上，通過帶有墊塊3的夾緊機構(gòu)將其夾緊，其中墊塊3位于鋁合金板2待焊點位置之下，并與鋁合金板2緊緊貼合；第二步、將具有焊絲6的焊槍11與鋁合金板I面垂直設(shè)置且焊絲6對準(zhǔn)待焊點位置；第三步、向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后，采用預(yù)先設(shè)定好的焊接參數(shù)，以CMT模式引燃電弧，焊絲6燃燒熔化鋁合金板I和鋁合金板2 ；第四步、進(jìn)入收弧階段，采用預(yù)先設(shè)定好的收弧參數(shù)進(jìn)行收弧焊接，收弧結(jié)束后形成熔焊接頭，熄滅電弧并繼續(xù)通入保護(hù)氣體防止接頭氧化。實施例4墊塊3材料為陶瓷，待焊輕金屬板1、2均為鎂合金MnE21，板件厚度匹配lmm+lmm，鎂合金板用機械打磨方式去除表面的氧化層，用丙酮試劑去除待焊位置的油污，焊絲6材料為AZ31B鎂合金焊絲，直徑為1. 2mm;機器人10承重能力為5kg，工作半徑為1444mm ;壓緊執(zhí)行機構(gòu)5為氣壓傳動機構(gòu)，即驅(qū)動壓緊執(zhí)行機構(gòu)5中的氣缸使帶有缸桿的壓塊4向下移動，作用墊塊3共同夾緊待焊輕金屬板I和2。工藝參數(shù)焊接電流為178A，電壓17. 0V，送絲速度8. Om/min，焊接時間為1. 9s，收弧電流為85A，收弧電壓為12. 6V，收弧時間為1. Os，焊絲回抽頻率70Hz，采用氬氣作為保護(hù)氣體，其流量為15L/min。本實施例工作過程如下第一步、將鎂合金板I重疊放置于鎂合金板2上，通過帶有墊塊3的夾緊機構(gòu)將其夾緊，其中墊塊3位于鎂合金板2待焊點位置之下，與鎂合金板2緊緊貼合；第二步、將具有焊絲6的焊槍11與鎂合金板I面垂直設(shè)置且焊絲6對準(zhǔn)待焊點位置；第三步、向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后，采用預(yù)先設(shè)定好的焊接參數(shù)，以CMT模式引燃電弧，焊絲6燃燒熔化鎂合金板I和鎂合金板2 ；第四步、進(jìn)入收弧階段，采用預(yù)先設(shè)定好的收弧參數(shù)進(jìn)行收弧焊接，收弧結(jié)束后形成熔焊接頭，熄滅電弧并繼續(xù)通入保護(hù)氣體防止接頭氧化。
權(quán)利要求
1.一種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，采用夾緊機構(gòu)在電弧點焊裝置上實施，其特征是，通過所述夾緊機構(gòu)將待焊輕金屬板夾緊，將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設(shè)置且焊絲對準(zhǔn)待焊點位置，向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后，以 CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化輕金屬板，經(jīng)過收弧階段后形成熔焊接頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述的CMT模式是指通過數(shù)字化控制使焊絲回抽實現(xiàn)金屬熔滴的過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述的收弧階段是指焊接結(jié)束前改變工藝參數(shù)進(jìn)行焊接的過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述的輕金屬電弧點焊方法包括以下步驟第一步、將一輕金屬板重疊放置于另一輕金屬板上，并通過帶有墊塊的所述夾緊機構(gòu)將其夾緊，該墊塊位于下層輕金屬板的待焊點位置之下，并與下層輕金屬板緊緊貼合；第二步、將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設(shè)置且焊絲對準(zhǔn)待焊點位置；第三步、向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后，采用預(yù)先設(shè)定好的焊接參數(shù)，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化上、下層輕金屬板；第四步、進(jìn)入收弧階段，采用預(yù)先設(shè)定好的收弧參數(shù)進(jìn)行收弧焊接，收弧結(jié)束形成熔焊接頭，熄滅電弧并繼續(xù)通入保護(hù)氣體防止接頭氧化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述第三步中的焊接參數(shù)為焊接電流127A 178A，焊接電壓15. 3V^17. 0V，送絲速度6. 0m/mirT8. Om/min 以及焊接時間O. 3s 1.9s。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述第四步中的收弧參數(shù)為收弧電流16A 85A，收弧電壓10V 12. 6V，收弧時間O.1s^l. Os。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述的待焊輕金屬板為鋁合金或鎂合金。
8.一種用于權(quán)利要求1或4所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的夾緊機構(gòu)，其特征是，所述的夾緊機構(gòu)包括墊塊、壓塊和壓緊執(zhí)行機構(gòu)，所述墊塊緊貼于重疊放置的兩待焊輕金屬板的下層輕金屬板的下面，所述壓塊壓置于該兩待焊輕金屬板的上層輕金屬板的上面，所述壓緊執(zhí)行機構(gòu)分別連接且驅(qū)動壓塊和墊塊將兩待焊輕金屬板夾緊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的夾緊機構(gòu)，其特征是，所述的墊塊的基體材料為高熔點材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的夾緊機構(gòu)，其特征是，所述的高熔點材料為銅或陶瓷。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的夾緊機構(gòu)，其特征是，所述的壓緊執(zhí)行機構(gòu)為機械、液壓或氣壓傳動機構(gòu)。
12.一種用于權(quán)利要求1或4所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的電弧點焊裝置，其特征是，所述的電弧點焊裝置包括=CMT電弧焊系統(tǒng)、焊絲、氣瓶、機器人控制柜和機器人，其中，CMT電弧焊系統(tǒng)與機器人控制柜相連并傳輸焊接控制信號，焊絲裝于CMT電弧焊系統(tǒng)中，充有IS氣的氣瓶與CMT電弧焊系統(tǒng)連通,機器人控制柜與機器人相連并傳輸機器人運動控制信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電弧點焊裝置，其特征是，所述的CMT電弧焊系統(tǒng)包括焊槍、送絲機、主機電源和冷卻液箱，其中，焊槍裝在所述機器人的端部，并且與送絲機、主機電源、冷卻液箱依次相連，送絲機由主機電源控制，所述焊絲裝置在送絲機和焊槍中，冷卻液箱由主機電源提供電源和控制信號以冷卻整個CMT電弧焊系統(tǒng)，主機電源與所述機器人控制柜相連以傳輸焊接過程中的輸入、輸出信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電弧點焊裝置，其特征是，所述的機器人為工業(yè)機械臂，其擁有六個旋轉(zhuǎn)運動軸，所述焊槍安裝在其中的第六軸上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法及其裝置，所述方法采用夾緊機構(gòu)在電弧點焊裝置上實施，其通過所述夾緊機構(gòu)將待焊輕金屬板夾緊，將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設(shè)置且焊絲對準(zhǔn)待焊點位置，向待焊點位置預(yù)先通入保護(hù)氣體后，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化輕金屬板，經(jīng)過收弧階段后形成熔焊接頭。本發(fā)明降低了由于輕金屬線膨脹系數(shù)大而引起的較大變形，極大地提高了點焊接頭質(zhì)量及其穩(wěn)定性，具有成本低、易于推廣應(yīng)用的優(yōu)點。
文檔編號B23K9/007GK103008830SQ20121052600
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者魏澤宇, 李永兵, 雷海洋, 陳關(guān)龍, 林忠欽 申請人:上海交通大學(xué)