[发明专利]一种汽车用铝合金保险杠总成焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属焊接技术及装置领域，尤其是一种汽车用铝合金保险杠总成焊接方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，提供了一种汽车用铝合金保险杠总成焊接方法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。

本发明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；