铝合金底架地板搅拌摩擦焊焊接工艺攻关

作者:朱献;吴锟;周华; 刊名:金属加工(热加工) 上传者:肖敏敏

【摘要】本文主要针对铝合金底架地板搅拌摩擦焊焊接过程中焊缝间隙增大,焊后平面度超差等质量问题进行工艺分析,通过采用合理的装配要求、焊接顺序、优化焊接工艺等有效措施进行改善,彻底解决了底架地板焊接过程中出现的各种常见质量问题。

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1.概述搅拌摩擦焊因其具有一系列不同于传统电弧焊工艺的特点,从而获得了快速发展。搅拌摩擦焊焊接技术在公司产品上的应用日益广泛,从铝合金车体侧墙板的焊接,到顶盖空调板、顶盖受电弓板、底架地板、底架枕梁及牵引梁的焊接,说明了搅拌摩擦焊焊接技术在产品应用上的成熟。因搅拌摩擦焊焊接方法的优越性,得到了越来越多国内外客户及业主的青睐。铝合金底架地板是车体底架部分的重要结构之一,其焊缝长度较长,对搅拌磨擦焊焊接工艺的要求更是苛刻,因此,本文主要通过讲述在铝合金底架地板生产制造过程中出现的各种质量问题,通过有效的工艺措施及方法,一一进行解决。2.底架地板的组成结构底架地板分布在底架中心位置,在铝合金车体结构中是受力最大的部分,故其焊接工艺及技术要求高。采用搅拌摩擦焊焊接,可很好提高底架地板焊缝的强度及力学性能。从图1可知,底架地板焊缝分布均匀,焊缝长度长,焊缝要求熔深大,焊接过程中因产生的热源多,从而焊接变形比较大,因此,底架地板的焊接对焊接工装及夹具的要求特别高。从而通过选择合理的参数,按照严格的装夹及工艺要求,可得到成形美观、力学性能强的高质量焊缝。3.底架地板焊接常见问题(1)焊缝间隙增大铝合金底架地板搅拌摩擦焊焊接一直以来作为班组产品生产中的一大难点,在前期长地板组焊时,班组采用MIG焊机对拼装好的长地板进行2端头定位焊,因搅拌头在焊接前行过程中产生的挤压力,往往在焊接到焊缝收尾位置时,会出现点焊焊点裂开问题,导致焊缝间隙增大(见图2)。(2)焊后平面度超差因型材结构的特殊性,焊缝长度长,且板厚较厚,因班组现有工装的局限性,地板焊接焊后平面度严重超标(见图3)。图1底架地板组成结构图2焊缝间隙变大示意焊缝间隙变大图3焊后平面度严重超标为降低底架地板调型难度,提升调型效率,焊接后地板平面度控制在8mm以内为最佳。通过所测量的底架地板平面度数据分析,所测量的8节车中,大部分测量点都超出最佳值。图4为底架地板平面度超差数据柱形图,图5为底架地板平面度超差率折线图。通过对底架地板平面度质量平面度测量数据进行统计分析,发现底架地板部分位置最大变形量达到15mm,地板超差率达到76.6%,合格率仅为23.4%。4.底架地板焊接质量问题的解决措施(1)解决焊缝间隙增大问题为解决地板在焊接过程中,焊缝不会出现裂开问题,在焊接前,对拼装在工装上的地板,采用小直径搅拌头,在地板焊缝起始两端进行20~30mm长度的焊接,从而有效保证焊接过程中焊缝不会张开,解决底架地板焊缝不会出现严重隧道缺陷质量问题。(2)解决底架平面度超差质量问题第一,严格控制型材来料质量问题。型材来料时要求对每块型材表面及焊缝位置进行检查,一旦发现型材出现变形影响装配拒绝使用,对2块型材进行装配过程中,严格控制装配间隙的大小,要求型材装配过程中对接及搭接间隙控制在0.4mm以内,如图6所示。第二,控制焊接过程侧墙装夹要求。点焊后的长地板应正面朝上,反面(带有C型槽的面)朝下。一端横面装夹好侧推,使另一端横面与侧顶之间不存在任何间隙,压臂加压位置示意如图7所示,最后待装配完毕后,检查待焊接的第一道焊缝是否与工装面贴紧;检查各液压臂是否处于设备焊接安全行程外。图8为反面压臂加压位置示意。第三,采用合理的焊接顺序。如图9所示,压臂加压完成后,按顺序焊接可焊接的2条焊缝,即先焊焊缝1,再焊焊缝2,另外2道焊缝焊接时将压臂移动后,按照先焊接焊缝4再焊接焊缝3进行焊接,反面焊缝与正面焊缝焊接顺序一致。第四,选择合理的焊接参数。搅拌摩擦焊焊接各工艺参数是相互匹配,相互影响的。搅拌摩擦焊参数主要有搅拌头的倾焊后变形达到

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