[发明专利]一种解决APM车顶焊接凹陷的方法

说明书

本发明公开了一种解决APM车顶焊接凹陷的方法，该方法包括：清理车顶型材待焊坡口，采用机械打磨并清洗；将车顶型材置于工装上组装，控制组对间隙、错边，夹紧工装，车顶型材的组对间隙均设为0～0.5mm；选用车顶焊接的搅拌头，按照参数焊接，所述搅拌头的下压量为0.1～0.2mm；将焊接好的车顶型材置于工装上保持夹紧状态，保持4～5小时。本发明工艺方法确定了一种解决APM车顶焊接凹陷技术，使用此技术参数焊接的车顶，表面焊接凹陷可满足标准要求，为车顶的批量生产提供了有力保证，降低了产品不合格、报废的风险。

技术领域

本发明涉及铝合金型材的对接搅拌摩擦焊工艺和方法，尤其涉及一种解决APM车顶焊接凹陷的方法，属于搅拌摩擦焊技术领域。

背景技术

APM的生产过程中广泛应用了搅拌摩擦焊技术，搅拌摩擦焊是一种新型连接技术，它依靠搅拌头与工件的摩擦产生热量，使焊缝区域受热形成塑性流动状态，并通过搅拌针的搅拌作用达到连接的目的。搅拌摩擦焊的焊接温度是铝合金熔点的07～0.9倍(约为470～560℃)，热输入远远小于熔化焊，在焊接接头区域能形成较小的温度梯度，减小焊接变形，大大降低焊缝的残余应力。同时搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩在焊接过程中对焊缝表面施加一定的压力，使得焊缝表面更为光滑平整。与传统熔化焊相比，搅拌摩擦焊具有无飞溅、无烟尘、不需填充材料和保护气体、对操作者的技能要求不高、易实现高速自动化焊接等诸多优点，在铝合金焊接过程中优势明显。

然而APM车顶在利用搅拌摩擦焊的过程普遍存在焊缝凹陷现象，会对APM车顶产生以下影响：(1)母材截面减薄；(2)焊缝承载能力减弱；(3)焊缝外观凹陷超标，产品有不合格的风险；(4)焊缝变形大，产品弧度不满足要求。因此，解决APM车顶焊接凹陷技术的开发迫在眉睫。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种解决APM车顶焊接凹陷的方法，帮助确定减少APM车顶焊缝凹陷的焊接工艺，使焊缝的外观、力学性能、弧度可以满足标准的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种解决APM车顶焊接凹陷的方法，包括：

(1)清理车顶型材待焊坡口，采用机械打磨并清洗；

(2)将车顶型材置于工装上组装，控制组对间隙、错边，并夹紧工装；所述车顶型材的组对间隙均设为0～0.5mm；

(3)选用车顶焊接的搅拌头，并按照参数焊接：所述搅拌头的下压量为0.1～0.2mm；

(4)将焊接好的车顶型材置于工装上保持夹紧状态，保持4～5h。

进一步地，所述步骤(3)中，所述搅拌头：针长为3.3～3.5mm，轴肩直径为16～18mm，搅拌针的螺纹方向为逆时针方向。

进一步地，所述方法焊接得到车顶的焊缝凹陷小于等于0.2mm。

进一步地，所述步骤(3)中，所述搅拌头的倾斜角度设为2.0～2.5°。

进一步地，所述步骤(3)中，所述搅拌头的转速为1400～1600r/min，搅拌头的行进速度为600～1000mm/min。

进一步地，所述工装上设有衬垫，将衬垫两侧的凸台进行磨削来降低反变形。

进一步地，所述工装的凸台磨削为0.5-1mm的高度。

采用本发明工艺生产的APM车顶具有以下优点：(1)可更好控制焊接时产生的焊接凹陷，这样车顶的轮廓度更加精确，不需要进行后续调型，即能满足弧度要求；(2)车顶的长度、宽度方向不会发生焊接收缩变形。

本发明工艺确定了APM车顶搅拌摩擦焊的焊接参数，使用此范围的参数焊接的焊缝外观、力学性能、弧度可满足标准要求，为车顶的批量生产提供了有力保证，降低了产品不合格、报废的风险。