焊接鋁驅動軸部件的方法技術

一種驅動軸組件，包括一鋁萬向軸管和電弧焊接到該萬向軸管兩端的兩鋁軛架。該萬向軸管的兩端各有一空心圓柱形端部壓套到各軛架的一環形端部上而形成一環形狹槽。然后在這兩個部件的該環形狹槽處與一自耗鋁基電極之間點燃一電弧而把這兩個部件電弧焊接在一起。用一高強度脈沖直流電流維持該電弧而用該自耗電極所熔化的鋁基材料填滿該環形狹槽而形成單圈焊縫。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般涉及用于車輛的驅動軸部件、特別涉及。汽車中使用鋁和鋁合金部件代替鋼部件日益受到人們歡迎，因為這既大大降低了重量，又保持了強度或使用壽命，而且鋁部件比鋼部件更耐腐蝕。但是，鋁驅動軸部件一般比它所代替的鋼部件難焊接。1985年9月17日授予Samelll Simons的美國專利4,524,280公開了一種使用通常稱為MIG焊的氣體保護金屬極電弧焊在Simons的方法中，一萬向軸管壓套到一鋁軛架的端部上而形成-環形寬間隙的對接。然后用現有電弧焊機的焊接化合物填滿該環形寬間隙而把鋁萬向軸管焊接到該鋁軛架上，鋁萬向軸管和軛架轉動二圈才能完成這一焊接過程為了減小焊接電流，使用了兩行焊縫。Simons方法的主要缺點是需要兩行焊縫，因此焊接操作進行得較慢，從而無法滿足汽車焊接高產量的需要。另一個缺點是，使用現有電弧焊機即使焊接電流不大也會造成鋁萬向軸管和軛架在焊縫近旁的金相性能較差，因為在進行這二圈焊接的過程中大量熱量進入這兩個部件。1990年3月27日授予Alvin K，Oros和Paul D.DeJager的美國專利4,912,299聲稱用一三步驟工藝對氣體保護金屬致電弧焊接(即MIG焊接)鋁驅動軸部件的工藝作出了改進。在該Oros/De-Jager工藝中，鋁萬向軸管壓套到鋁軛架的端部上而形成-無間隙平頭對接。然后在自耗鋁基正電極和作為陰極的這兩個部件的平頭對接處點燃-直流電電弧，該電弧罩住在由體積百分比分別為2-5％的氧和98-95％的隋性氣體構成的保護氣體中，電弧的電流的頻率為每秒40-60周，大小保持在至少180安培。然后把電弧對準該無間隙平頭對接而以至少每分鐘60英寸的相對速度沿該平頭對接繞焊一圈。該方法聲稱無需使用上述Simons方法的環形寬間隙和多圈焊接，且焊接得更快，焊接質量更高。但是，盡管Oros/DeJager方法較之Simons方法具有所聲稱的優點，但它也有它的缺點。即，Oros/DeJager方法在焊接時需要使用特種保護氣體和細心對準自耗電極。另一個缺點是需要極大量熱量來熔合該平頭對接的根部，從而造成該處的金相組織性能變差。本專利技術的目的是提供一種使用常見隋性保護氣體以單圈焊縫把兩鋁驅動軸部件電弧焊接在一起的方法。本專利技術的一個特征是，把一鋁萬向軸管壓套到-鋁軛架的端部上而形成-狹槽，從而以單圈焊縫就可使該狹槽填滿焊料而在這兩部件之間形成強抗扭焊接連接。本專利技術的另一個特征是，用高強度脈沖直流電維持電弧、用常見隋性氣體保護電弧，從而迅速把鋁萬向軸管電弧焊接到鋁軛架上。本專利技術的又一個特征是，鋁萬向軸管與鋁軛架對接部的形狀做成為便于把這兩部件互相電弧焊接在一起的環形狹槽。在本專利技術一實施例中，該鋁萬向軸管有一便于把該鋁萬向軸管插入鋁軛架中以便于把這兩個部件電弧焊接在一起的弧形端面。在本專利技術另一實施例中，該鋁萬向軸管有一便于該鋁萬向軸管插入該軛架中以便于這兩個部件電弧焊接在一起的三段式端面。在本專利技術又一實施例中，該軛架有一便于這兩個部件電弧焊接在一起的錐形面。從下述結合附圖的詳述中可更清楚看出本專利技術的上述和其它目的，特征和優點，在這些附圖中相同部件用同一標號表示。附圖中附圖說明圖1為一驅動軸組件的局部縱向剖面圖，其兩個鋁部件放置成有待接照本專利技術電弧焊接在一起；圖2為圖1驅動組件的局部放大剖面圖；示出兩鋁部件正按照本專利技術電弧焊接在一起；圖3為圖1驅動軸組件的縱向圖，示出兩鋁部件由焊好的焊縫連接在一起；圖4為本專利技術另一實施例的局部放大剖面圖；圖5為本專利技術又一實施例的局部放大剖面圖；請參見附圖，一驅動軸組件10包括一管狀驅動軸或萬向軸管12，其兩端各有一軛架14用來把該驅動軸組件10裝到一車輛中。這兩個軛架14與該萬向軸管12連接方式相同，因此附圖中只示出下文欲詳述的一個軛架14及其與萬向軸管12的連接方式。驅動軸管12由鋁、鋁合金或其它鋁基材料制成，例如在鋁合金基體中含有氧化鋁的鋁金屬基體。這類鋁萬向軸管下面簡稱為“鋁”萬向軸管，這些鋁萬向軸管較之鋼萬向軸管具有重量輕、剛性高的優點以及其它公知優點。軛架14也由“鋁”制成，即軛架14由鋁、鋁合金或其它鋁基材料制成，例如在鋁合金基體中含有氧化鋁的鋁金屬基體，這些鋁軛架較之鋼軛架也具有重量輕、剛性高的優點以及其它公知優點。盡管這些鋁驅動軸部件較之鋼驅動軸部件具有重量輕和其它優點，但人們長久以來普遍認為，這些鋁部件不如鋼部件那樣容易焊接在一起，但是，我發現了一種比上述現有方法更快和/或更經濟地把鋁驅動軸部件氣體保護金屬極電弧焊接、或MIG焊接在一起的獨特而高效的方法。該方法特別適合于把厚度為0.060-0.250英寸的鋁萬向軸管MIG焊接到較之鋁萬向軸管厚實得多的鋁軛架上，我的方法基本上是制備出一特殊構型的狹槽對接，然后用高強度脈沖直流電保持焊接電弧而以單圈焊縫把自耗電極的鋁焊料填滿該狹槽對接。這一特殊構型的狹槽對接由萬向軸管12和軛架14的連接端構成。確地說，萬向軸管12有一內徑、外徑和壁厚都恒定的空心圓柱形端部16。該端部16終止于一弧形或凸環形端面18。另一方面，軛架14有一外徑和壁厚恒定的環形端部20，該壁厚比萬向軸管12端部16的壁厚厚得多。該壁厚如圖所示可不恒定，但該端部20的外表面大致呈圓柱形。軛架14的環形端部20從該軛架14的-同心頸圈部22伸出，該頸圈部22的外徑大致等于萬向軸管12端部16的外徑。頸圈部22的形狀做成其上有-與驅動軸組件10的軸線25垂直的環形平直端面24。環形圓角26形成，從頸圈部22的該環形平直端面24光滑過渡到軛架14環形端部20的圓柱面的凹形接合部。頸圈部22在環形平直端面24的外周處還有一外部倒角或斜面28。在把萬向軸管12和軛架14做成上述形狀后，把萬向軸管12的空心圓柱形端部16壓套到軛架14的環形端部上而形成-環形狹槽30作為一對接，從圖2中可看得最清楚，軛架14的環形端部的外圓柱面和環形圓角26露出在外。如圖2所示，該環形狹槽30在萬向軸管12的弧形端面18與軛架14的平直端面24之間有一可校準寬度w。該可校準寬度w在0.045-0.055英寸之間，為了更清楚地表示出各平面的細節，圖2中的寬度w已放大。在加工過程中，插入-厚度等于萬向軸管12的弧形端面18與軛架14的平直端面24之間的預定寬度w的扁平量規(未畫出)來設定和/或較準該環形狹槽30。從而弧形端面18用作控制該焊接過程的校準面。而且，該弧形端面18還在萬向軸管12端部提供倒角狀或傾斜狀內、外表面。該倒角狀內表面有助于軛架14的環形端部20插入萬向軸管12的空心圓柱形端部16中并留出空間來容納焊接過程中可能熔化的圓角26的那部分金屬。外部倒角狀或傾斜狀表面使電極不必對得很準，這一點下文交代。在萬向軸管12壓套到軛架14上而形成圖2所示狹槽30后，在一自耗鋁基電極94與由該萬向軸管12和軛架14構成的組件之間點燃一電弧32。最好把電極34正對該組件的縱軸線而使形成該電極的圓棒的中心線平分環形狹槽30的寬度w，不過，電極34無需與狹槽30精確對準，因為萬向軸管12的外部倒角狀端面37和軛架14的外部倒角28容許電極的軸向有微小偏移。電弧焊機(未畫出)的焊槍36夾住并推進電極34，該焊機包括焊槍護罩78和直流電源裝置40。該本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種焊接鋁驅動軸部件的方法，包括下列步驟：提供一具有一空心圓柱形端部的萬向軸管；提供一具有一環形端部的軛架；把該萬向軸管的空心圓柱形端部壓套到該軛架的環形端部上而形成一具有一環形狹槽的組件；把一自耗鋁基電極放到該環形狹槽旁； 在該自耗鋁基電極與該組件的環形狹槽之間點燃一電弧；用高強度脈沖直流電維持該電弧；以及沿著該環形狹槽繞焊一圈而用由自耗電極熔化的鋁基材料填滿該環形狹槽而形成一圈焊縫；。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：納羅德W西茲，
申請(專利權)人：美國輪軸制造公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]