一种汽车用铝合金保险杠总成焊接方法属于金属焊接技术领域。汽车用铝合金保险杠总成由横梁、吸能盒和支架组成，分别采用两套焊接工装对其进行分步焊接，首先焊接吸能盒和支架，然后将焊接好的吸能盒和支架与横梁进行焊接。焊接装置可进行根据焊件特征进行调节、定位，并实现对焊接的紧固，避免焊接后出现变形；采用交流电焊机人工钨极氩弧焊TIG焊接，调整焊丝材料、焊接电流、焊接速度和送丝速度等工艺参数进行优化匹配，可以避免出现焊接缺陷。具有焊接设备灵活、简单，操作方便，焊接稳定，焊接速度快，生产成本低，填充焊丝少，焊接层数少，变形小，焊后无需校正，外观成形美观，焊缝质量高等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属焊接技术及装置领域，尤其是。
技术介绍
随着人们对节能、环保、安全提出更高的要求，铝合金等轻质高强材料的应用获得广泛关注。铝合金具有较高的比强度、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性，并且工艺成形性和焊接性能良好。在汽车制造中，为了提高汽车车架的刚度，减轻汽车的重量，提高汽车的碰撞性能，铝合金材料得到大量应用。随着全铝车身汽车的使用，铝合金挤压型材、薄板等焊接结构在汽车中起着越来越重要的作用，高质量的铝合金焊接结构件成为现代汽车中的关键零 部件，研究铝合金焊接接头及结构件的大变形力学行为对车体制造成形和碰撞安全设计具有重要的意义。焊接作为一种材料连接技术，随着设备结构的进一步大型化和复杂化，对材料和工艺技术的发展都提出了更高的要求。如何实现高质量和高可靠性的焊接工艺，一直是人们关注和研究的主要问题。铝合金构件的最主要连接方法是焊接，目前铝合金焊接国内外采用的方法有钨极氩弧焊(TIG)、熔化极气体氩弧焊(MIG)、搅拌摩擦焊(FSW)、激光焊(ISW)、电子束焊(EBW)、变极性等离子弧焊(VPPAW)及多种焊接方法组合等熔焊方法。焊接的铝合金零件能获得好的使用性能，并且满足汽车的结构设计要求。TIG焊接过程稳定，保护效果好，而且经济成本低，在工业中得到广泛的应用；另外TIG焊接研究过程相对简化，因此理论及试验研究多是针对TIG焊接。铝合金具有熔点低、热传导系数较大、热膨胀率高等特点，采用常规熔化焊工艺焊接时，会出现焊缝裂纹倾向大、容易产生气孔、焊接结构残余应力和残余变形较大等问题，导致焊缝强度损失较大，焊缝质量得不到保证。对现有相关技术的文献检索发现，EP03077370公开了 “一种对铝合金和不锈钢的TIG焊接方法”，主要介绍了用于铝合金和不锈钢的TIG焊接工艺方法；EP03077370公开了“一种TIG焊接方法和装置”，主要介绍通过特定的装置实现替代现有TIG焊接电路控制技术的方法；CN101474709公开了 “一种铝及铝合金手工双枪双面TIG焊接技术”，主要介绍了一种铝及铝合金手工双枪双面TIG焊接技术，其焊接过程采用向上立焊工艺，两把手工焊枪分别在被焊接头正、背面同时起弧焊接的技术；CN101767246A公开了“一种提高TIG焊接速度的装置和方法”，其主要通过改善电弧形态，进行高速TIG焊；CN102079004A公开了 “铝合金对接环缝无衬垫单面焊双面成形自动TIG焊接方法”，主要介绍了采用自动钨极氩弧焊机进行分层焊接，实现铝合金对接环缝无衬垫单面焊双面成形自动TIG焊接方法；CN101147995A公开了 “一种铝管焊接方法、铝制管片式换热器焊接方法及铝管焊接装置”，主要介绍了一种铝制管片式换热器的焊接方法及其焊接装置，将铝板翅片和U形管进行装配，然后焊接长、短U形管的接头；CN102528259A公开了 “一种限位固定套焊接装置”，主要介绍了一种设计到汽车减震器活塞杆分总成焊接的限位固定套焊接装置；CN101391356A公开了 “一种可调节的焊接装置”，主要介绍了一种适用于具有对称焊接位置的焊接工件的可调节控制装置。以上几种方法或装置对均是针对具体的焊接工件的TIG焊接工艺和焊接装置，用于其他铝合金工件时并不能完全适用，可能出现各种焊接缺陷，焊接变形等装配缺陷，针对具体的工件需要进行具体焊接工艺的制订和装置的设计。
技术实现思路
本专利技术针对现有铝材氩弧焊TIG焊接技术进行了焊接工艺优化和焊接装置改进，提供了及所使用的焊接装置，通过采用优化的焊接工艺参数和焊接装置进行铝合金保险杠总成焊接方法，如焊丝和焊接电流等工艺参数的优化选择，焊接装置与一般焊接装置相比，灵活、简单，可减少焊接缺陷和提高焊接精度，实现批量生产，提高生产率，避免焊接缺陷及变形，降低成本，具有较好的社会经济及市场前景。本专利技术的目的所采用技术方案，其焊接方法步骤如下 a、除油清洗一种汽车用铝合金保险杠总成由横梁、吸能盒和支架组成，其中吸能盒和支架左右各一对，需要分别焊接吸能盒与横梁和支架之间的接触面，接头形式为T形接头，焊接前用钢丝刷或砂纸打磨横梁、吸能盒和支架的坡口及周边区域，经打磨放入盛93#汽油溶液容器中，进行浸溃和除油处理，随后用5%-10%浓度的NaOH溶液容器内清洗焊件，溶液温度要求40-60°C，清洗时间为l_3min，取出用流动的清水冲洗，最后自然风干； b、焊接将一个支架放至一个支架工装底板上，支架工装底板上有定位销孔和两个螺栓孔与支架上定位孔和两个螺栓孔对应，并在支架工装底板上进行定位，同时支架的三个边与支架工装底板中间呈Π形排列支架定位槽孔的边对齐定位，然后将吸能盒定位板放至支架工装底板上进行定位，吸能盒定位板各边与支架工装底板各边对齐，并将吸能盒定位板上定位销孔与支架上定位销孔对齐，并通过定位销定位，将一个吸能盒放入吸能盒定位板中部Π形缺口内，两者之间为间隙配合，为保证一个吸能盒与一个支架之间的垂直度，在一个吸能盒中插入与内孔大小相同镶块，镶块与吸能盒内孔之间为间隙配合，在镶块上端面有上镶块压紧块，在吸能盒底端面有下镶块压紧块，镶块压紧丝杆穿过上镶块夹紧块的孔与下镶块夹紧块孔内螺纹配合，完成吸能盒及支架之间定位及紧固，然后取出吸能盒定位板，采用交流电焊机，手工TIG焊接方式进行焊接，焊丝为ER4043或ER5183，直径为I. 6-2. Omm,钨极直径为4. 8-5. Omm,端部为半球形，保护气体为氩气，纯度为99. 99%，喷嘴直径为ll_13mm，喷嘴高度8. 0_14mm，氩气流速为7-lOL/min，焊接电流为151-200A，焊接速度为30-60cm/min,送丝速度为108 -117cm/min,在吸能盒与支架接触的四个角位置焊接四个点焊，以固定吸能盒，然后对吸能盒四边采用以上焊接工艺，以满焊方式进行焊接，采用同样的方式焊接另一个吸能盒和另一个支架，完成吸能盒与支架的焊接焊后，保持15-20min，待其冷却后，卸去上、下镶块压紧块和镶块压紧丝杆； 其次，在完成一对吸能盒与支架的焊接后，再对两个吸能盒与横梁接触的两侧进行焊接，将横梁放置在已调整好与横梁弧度相同的立柱架上，横梁的中部放置在立柱架的压杆和支撑杆之间，两端放置在另两个立柱架的支撑杆上，通过调整立柱架的个数，位置及支撑杆的高度可以调整立柱架支撑的弧度，以达到配合横梁弧度的目的，通过测量横梁两侧的高度，定位好横梁，通过压杆将横梁在立柱架上夹紧，同时立柱架可以在横梁宽度方向夹紧，将焊接好的两个吸能盒与支架的焊接工装装置翻转，使吸能盒朝下，通过支架工装底板的上导向柱孔，套在导向柱上端柱上，吸能盒在横梁上的定位通过两侧上导向柱孔定位，将横梁、吸能盒和支架在总成工装中定位和夹紧后，开始对吸能盒与横梁的接触面进行焊接，为保证焊接的精度，左右两端同时进行焊接，采用交流电焊机，手工TIG焊接方式进行焊接，焊丝为ER4043或ER5183，直径为I. 6-2. Omm,钨极直径为4. 8-5. Omm,端部为半球形，保护气体为氩气，纯度为99. 99%，喷嘴直径为ll_13mm，喷嘴高度8. 0_14mm，氩气流速为7-10L/min，焊接电流为151-200A，焊接速度为30_60cm/min，送丝速度为108本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车用铝合金保险杠总成焊接方法，其特征是焊接方法步骤如下：a、除油清洗：一种汽车用铝合金保险杠总成由横梁（2）、吸能盒（3）和支架（1）组成，其中吸能盒（3）和支架（1）左右各一对，需要分别焊接吸能盒（3）与横梁（2）和支架（1）之间的接触面，接头形式为T形接头，焊接前用钢丝刷或砂纸打磨横梁（2）、吸能盒（3）和支架（1）的坡口及周边区域，经打磨放入盛93#汽油溶液中，进行浸渍和除油处理，随后用5%?10%浓度的NaOH溶液容器内清洗焊件，溶液温度要求40?60℃，清洗时间为1?3min，取出用流动的清水冲洗，最后自然风干；b、焊接：将一个支架（1）放至一个支架工装底板（4）上，支架工装底板（4）上有定位销孔和两个螺栓孔与支架（1）上定位孔和两个螺栓孔对应，并在支架工装底板（4）上进行定位，同时支架（1）的三个边与支架工装底板（4）中间呈∏形排列支架定位槽孔（13）的边对齐定位，然后将吸能盒定位板（6）放至支架工装底板（4）上进行定位，吸能盒定位板（6）各边与支架工装底板（4）各边对齐，并将吸能盒定位板（6）上定位销孔与支架（1）上定位销孔对齐，并通过定位销（7）定位，将一个吸能盒（3）放入吸能盒定位板（6）中部∏形缺口内，两者之间为间隙配合，为保证一个吸能盒（3）与一个支架（1）之间的垂直度，在一个吸能盒（3）中插入与内孔大小相同镶块（10），镶块（10）与吸能盒（3）内孔之间为间隙配合，在镶块（10）上端面有上镶块压紧块（9），在吸能盒（3）底端面有下镶块压紧块，镶块压紧丝杆（8）穿过上镶块夹紧块（9）的孔与下镶块夹紧块孔内螺纹啮合，完成吸能盒（3）及支架（1）之间定位及紧固，然后取出吸能盒定位板（6），采用交流电焊机，手工TIG焊接方式进行焊接，焊丝为ER4043或ER5183，直径为1.6?2.0mm，钨极直径为4.8?5.0mm，端部为半球形，保护气体为氩气，纯度为99.99%，喷嘴直径为11?13mm，喷嘴高度8.0?14mm，氩气流速为7?10L/min，焊接电流为151?200A，焊接速度为30?60cm/min，送丝速度为108??117cm/min，在吸能盒（3）与支架（1）接触的四个角位置焊接四个点焊，以固定吸能盒（3），然后对吸能盒（3）四边采用以上焊接工艺，以满焊方式进行焊接，采用同样的方式焊接另一个吸能盒（3）和另一个支架（1），完成吸能盒（3）与支架（1）的焊接焊后，保持15?20min，待其冷却后，卸去上、下镶块压紧块和镶块压紧丝杆（8）；其次，在完成一对吸能盒（3）与支架（1）的焊接后，再对两个吸能盒（3）与横梁（2）接触的两侧进行焊接，将横梁（2）放置在已调整好与横梁（2）弧度相同的立柱架（20）上，横梁（2）的中部放置在立柱架（20）的压杆（17）和支撑杆（16）之间、两端放置在另两个立柱架（20）的支撑杆（16）上，通过调整立柱架（20）的个数，位置及支撑杆（16）的高度可以调整立柱架（20）支撑的弧度，以达到配合横梁（2）弧度的目的，通过测量横梁（2）两侧的高度，定位好横梁（2），通过压杆（17）将横梁（2）在立柱架（20）上夹紧，同时立柱架（20）可以在横梁（2）宽度方向夹紧，将焊接好的两个吸能盒（3）与支架（1）的焊接工装装置翻转，使吸能盒（3）朝下，通过支架工装底板（4）的上导向柱孔（11），套在导向柱（15）上端柱上，吸能盒（3）在横梁（2）上的定位通过两侧上导向柱孔（11）定位，将横梁（2）、吸能盒（3）和支架（1）在总成工装中定位和夹紧后，开始对吸能盒（3）与横梁（2）的接触面进行焊接，为保证焊接的精度，左右两端同时进行焊接，采用交流电焊机，手工TIG焊接方式进行焊接，焊丝为ER4043或ER5183，直径为1.6?2.0mm，钨极直径为4.8?5.0mm，端部为半球形，保护气体为氩气，纯度为99.99%，喷嘴直径为11?13mm，喷嘴高度8.0?14mm，氩气流速为7?10L/min，焊接电流为151?200A，焊接速度为30?60cm/min，送丝速度为108??117cm/min，首先将左右两侧吸能盒（3）与横梁（2）接触的四个角处采用点焊，以进一步固定吸能盒（3）位置，然后在吸能盒（3）与横梁（2）接触处进行满焊，焊接完成后保持15?20min，使焊接好的保险杠总成冷却，然后松开支架（1）与支架工装底板（4）的定位销（7）、紧固螺栓B（12）及支架工装底板（4）在导向柱（15）上紧固螺栓A（5），取出支架工装底板（4），松开立柱架（20）上压杆（17）的调节螺栓C（...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：万鑫铭，陈华述，周佳，张宗成，李阳，张怒涛，赵清江，金庆生，高丽，王光耀，
申请(专利权)人：中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆长安铃木汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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