一種汽車用鋁合金保險杠總成焊接方法屬于金屬焊接技術領域。汽車用鋁合金保險杠總成由橫梁、吸能盒和支架組成，分別采用兩套焊接工裝對其進行分步焊接，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行焊接。焊接裝置可進行根據焊件特征進行調節、定位，并實現對焊接的緊固，避免焊接后出現變形；采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，焊后無需校正，外觀成形美觀，焊縫質量高等特點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及金屬焊接技術及裝置領域，尤其是。
技術介紹
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，并且工藝成形性和焊接性能良好。在汽車制造中，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制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復雜化，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、熱傳導系數較大、熱膨脹率高等特點，采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、焊接結構殘余應力和殘余變形較大等問題，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”，主要介紹了采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形管進行裝配，然后焊接長、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桿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于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，用于其他鋁合金工件時并不能完全適用，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。
技術實現思路
本專利技術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，提供了及所使用的焊接裝置，通過采用優化的焊接工藝參數和焊接裝置進行鋁合金保險杠總成焊接方法，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。本專利技術的目的所采用技術方案，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，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，隨后用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，取出用流動的清水沖洗，最后自然風干； 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，并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，然后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，并將吸能盒定位板上定位銷孔與支架上定位銷孔對齊，并通過定位銷定位，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，鑲塊壓緊絲桿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，然后取出吸能盒定位板，采用交流電焊機，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，然后對吸能盒四邊采用以上焊接工藝，以滿焊方式進行焊接，采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，在完成一對吸能盒與支架的焊接后，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桿和支撐桿之間，兩端放置在另兩個立柱架的支撐桿上，通過調整立柱架的個數，位置及支撐桿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，通過壓桿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后，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，采用交流電焊機，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本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種汽車用鋁合金保險杠總成焊接方法，其特征是焊接方法步驟如下：a、除油清洗：一種汽車用鋁合金保險杠總成由橫梁（2）、吸能盒（3）和支架（1）組成，其中吸能盒（3）和支架（1）左右各一對，需要分別焊接吸能盒（3）與橫梁（2）和支架（1）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（1）的坡口及周邊區域，經打磨放入盛93#汽油溶液中，進行浸漬和除油處理，隨后用5%?10%濃度的NaOH溶液容器內清洗焊件，溶液溫度要求40?60℃，清洗時間為1?3min，取出用流動的清水沖洗，最后自然風干；b、焊接：將一個支架（1）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（1）上定位孔和兩個螺栓孔對應，并在支架工裝底板（4）上進行定位，同時支架（1）的三個邊與支架工裝底板（4）中間呈∏形排列支架定位槽孔（13）的邊對齊定位，然后將吸能盒定位板（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，并將吸能盒定位板（6）上定位銷孔與支架（1）上定位銷孔對齊，并通過定位銷（7）定位，將一個吸能盒（3）放入吸能盒定位板（6）中部∏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（1）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，鑲塊壓緊絲桿（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（1）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，手工TIG焊接方式進行焊接，焊絲為ER4043或ER5183，直徑為1.6?2.0mm，鎢極直徑為4.8?5.0mm，端部為半球形，保護氣體為氬氣，純度為99.99%，噴嘴直徑為11?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（1）接觸的四個角位置焊接四個點焊，以固定吸能盒（3），然后對吸能盒（3）四邊采用以上焊接工藝，以滿焊方式進行焊接，采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（1）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，在完成一對吸能盒（3）與支架（1）的焊接后，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）的壓桿（17）和支撐桿（16）之間、兩端放置在另兩個立柱架（20）的支撐桿（16）上，通過調整立柱架（20）的個數，位置及支撐桿（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），通過壓桿（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（1）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（1）在總成工裝中定位和夾緊后，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，采用交流電焊機，手工TIG焊接方式進行焊接，焊絲為ER4043或ER5183，直徑為1.6?2.0mm，鎢極直徑為4.8?5.0mm，端部為半球形，保護氣體為氬氣，純度為99.99%，噴嘴直徑為11?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）接觸的四個角處采用點焊，以進一步固定吸能盒（3）位置，然后在吸能盒（3）與橫梁（2）接觸處進行滿焊，焊接完成后保持15?20min，使焊接好的保險杠總成冷卻，然后松開支架（1）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），松開立柱架（20）上壓桿（17）的調節螺栓C（...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：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(專利權)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，
類型：發明
國別省市：
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