鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：焊前處理；前三角焊接、校正；后三角焊接、校正；全檢；焊接時，分別將車架的前、后三角組立，采用鎢極氬弧焊進行焊接，先在臺位上進行點焊定位，再進行全部熔焊，焊接電壓為14-20V，焊接電流為100-200A；焊接電流與鎂合金薄壁無縫管的壁厚的關(guān)系為：I=164+9.09T。本發(fā)明的有益之處在于：無需增加壁厚或加補強片亦可保證車架焊后強度，節(jié)約成本，而且可以保證輕質(zhì)要求；合理的焊接工藝參數(shù)，保證了車架焊縫焊后無缺陷；焊后無需整車熱處理，提高了整體生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車架的焊接方法，具體涉及一種針對鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，屬于車架焊接【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂的蒸氣壓高，易氧化，在焊接時容易產(chǎn)生熱裂紋、氣孔、未融合、燒穿等缺陷。應(yīng)交通運輸結(jié)構(gòu)輕量化要求，鎂合金的焊接技術(shù)水平的發(fā)展越來越受到重視，新的焊接方法如攪拌摩擦焊、電子束焊、釬焊等不斷應(yīng)用到鎂及鎂合金的焊接中。但是，對于鎂合金管尤其是薄壁無縫管的焊接難度還很大，攪拌摩擦焊依靠攪拌頭的摩擦產(chǎn)生熱量，使元素擴散和晶粒再結(jié)晶實現(xiàn)金屬的結(jié)合，特別適合鎂合金、鋁合金等熔點較低的金屬。但是，攪拌摩擦焊對工件的定位要求嚴(yán)格，焊接薄壁結(jié)構(gòu)比較困難，電子束焊和擴散焊也難以實現(xiàn)薄壁管的焊接，釬焊接頭的強度低，基本上不能滿足使用要求。
[0003]鎂合金比強度和比剛度高，抗震能力強，切削加工性能優(yōu)良，能承受比鋁合金更大的沖擊載荷且密度遠低于常用的鋼鐵和鋁合金材料，所以鎂合金的開發(fā)和應(yīng)用近來一直受到世界各國的關(guān)注，現(xiàn)在鎂合金管材已廣泛應(yīng)用到航空、汽車以及自行車等領(lǐng)域。
[0004]以自行車為例，鎂合金車架要比用鋼、鋁合金制造的自行車輕，與質(zhì)量相當(dāng)?shù)奶祭w維材料相比又有很大的價格優(yōu)勢。然而，用鎂合金制作的自行車車架面臨的主要技術(shù)問題是焊接性能不穩(wěn)定，容易在焊道處產(chǎn)生夾雜、氣孔、咬邊等缺陷，這些對于塑性差的鎂合金十分敏感。此外，焊接后通常會在基體與焊道附近存在一個強度差，疲勞振動測試達不到標(biāo)準(zhǔn)要求。自行車架焊接涉及到的部件及焊縫較多，如果焊接次序不當(dāng)會帶來焊后變形，影響焊接和裝配精度。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)所采用的解決方案有:
[0006]1、增加管材的壁厚；
[0007]2、在焊道外加補強片；
[0008]3、設(shè)計車架夾緊裝置。
[0009]然而，增加鎂合金管的厚度或者在焊道外加補強片都會增加車架的重量，與輕便的理念相悖。另外，由于工裝設(shè)計較為復(fù)雜，裝配自由度和焊接靈活性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種針對鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，該焊接方法通過合理的焊接順序以及良好的焊接規(guī)范參數(shù)可以實現(xiàn)自行車車架的輕量化，并且焊后不需進行整車熱處理也能保證車架的強度要求。
[0011]為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0012]一種鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0013](I)焊前處理:備料，將鎂合金薄壁無縫管的表面打磨光亮，將焊絲烘干待用；
[0014](2)前三角焊接:將車架的前三角組立，采用鎢極氬弧焊進行焊接，先在臺位上進行點焊定位，再進行全部熔焊，焊接電流為100-200A，焊接電壓為14-20V ；
[0015](3)前三角校正:熔焊結(jié)束后對前三角變形的部位進行機械校正；
[0016](4)后三角焊接:將車架的后三角組立，采用鎢極氬弧焊進行焊接，先在臺位上進行點焊定位，再進行全部熔焊，焊接電流為100-200A，焊接電壓為14-20V ；
[0017](5)后三角校正:熔焊結(jié)束后對后三角變形的部位進行機械校正；
[0018](6)全檢:整車做振動測試，通過測試的即為合格產(chǎn)品。
[0019]前述的鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，其特征在于，前述焊接電流與鎂合金薄壁無縫管的壁厚的關(guān)系為:1=164+9.09T。
[0020]前述的鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，其特征在于，前述焊絲的成分與鎂合金薄壁無縫管的成分相同。
[0021]前述的鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，其特征在于，前述焊絲的直徑為
2.0-2.5mm。
[0022]本發(fā)明的有益之處在于:
[0023]1、無需增加壁厚或加補強片亦可保證車架焊后強度，節(jié)約成本，而且可以保證輕質(zhì)要求；
[0024]2、合理的焊接工藝參數(shù)，保證了車架焊縫焊后無缺陷；
[0025]3、焊后無需整車熱處理，提高了整體生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；
[0026]4、焊絲選用與鎂合金薄壁無縫管相同的材料，保證了焊縫與基材的等強匹配。
【具體實施方式】
[0027]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法作具體的介紹。
[0028]實施例1
[0029]第一步:焊前處理
[0030]1、備料，具體的，對鎂合金薄壁無縫管做打孔、擴寬等處理。
[0031]2、對鎂合金薄壁無縫管進行表面處理，將管材的表面打磨光亮。
[0032]3、將焊絲烘干，待用。所選用的焊絲其成分與鎂合金薄壁無縫管的成分相同，從而可以保證焊縫與基材的等強匹配。另外，焊絲的直徑控制在2.0-2.5mm范圍內(nèi)，優(yōu)選2.2mm。
[0033]第二步:前三角焊接
[0034]1、將車架的前三角組立，經(jīng)品管確認(rèn)后方可進行后續(xù)的焊接。
[0035]2、采用鎢極氬弧焊進行焊接，先在臺位上進行點焊定位，再進行全部熔焊，焊接電壓為14V，焊接電流則根據(jù)鎂合金薄壁無縫管的壁厚進行調(diào)節(jié)，焊接電流與鎂合金薄壁無縫管的壁厚的關(guān)系為:1=164+9.09T，在本實施例中，鎂合金薄壁無縫管的壁厚T=L 8mm，則焊接電流I=180A，通常焊接電流的取值為100-200A。
[0036]第三步:前三角校正
[0037]熔焊結(jié)束后對前三角變形的部位進行機械校正。
[0038]鋁車架焊后需進行整車熱處理，而鎂合金車架在該焊接方法及規(guī)范下完成后無需整車熱處理過程，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了效率。
[0039]第四步:后三角焊接[0040]1、將車架的后三角組立，經(jīng)品管確認(rèn)后方可進行后續(xù)的焊接。
[0041]2、采用鎢極氬弧焊進行焊接，先在臺位上進行點焊定位，再進行全部熔焊，焊接工藝參數(shù)與第二步的焊接工藝參數(shù)相同，即焊接電壓為14V，焊接電流則根據(jù)鎂合金薄壁無縫管的壁厚進行調(diào)節(jié)，焊接電流與鎂合金薄壁無縫管的壁厚的關(guān)系為:1=164+9.09T，在本實施例中，鎂合金薄壁無縫管的壁厚T=L 8_，則焊接電流I=180A，通常焊接電流的取值為100-200A。
[0042]第五步:后三角校正
[0043]熔焊結(jié)束后對后三角變形的部位進行機械校正。在該焊接方法及規(guī)范下完成后無需整車熱處理過程。
[0044]第六步:全檢
[0045]整車做振動測試，通過測試的即為合格產(chǎn)品。
[0046]實施例2
[0047]第一步:焊前處理
[0048]1、備料，具體的，對鎂合金薄壁無縫管做打孔、擴寬等處理。
[0049]2、對鎂合金薄壁無縫管進行表面處理，將管材的表面打磨光亮。
[0050]3、將焊絲烘干，待用。所選用的焊絲其成分與鎂合金薄壁無縫管的成分相同，從而可以保證焊縫與基材的等強匹配。另外，焊絲的直徑控制在2.0-2.5mm范圍內(nèi)，優(yōu)選2.2mm。
[0051]第二步:前三角焊接
[0052]1、將車架的前三角組立，經(jīng)品管確認(rèn)后方可進行后續(xù)的焊接。
[0053]2、采用鎢極氬弧焊進行焊接，先在臺位上進行點焊定位，再進行全部熔焊，焊接電壓20V，焊接電流則根據(jù)鎂合金薄壁無縫管的壁厚進行調(diào)節(jié)，焊接電流與鎂合金薄壁無縫管的壁厚的關(guān)系為:1=164+9.09T，在本實施例中，鎂合金薄壁無縫管的壁厚T=L 8mm，則焊接電流I=180A，通常焊接電流的取值為100-200A。
[0054]第三步:前三角校正
[0055]熔焊結(jié)束后對前三角變形的部位進行機械校正。
[0056]鋁車架焊后需進行整車熱處理，而鎂合金車架在該焊接方法及規(guī)范下完成后無需整車熱處理過程，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了效率。
[0057]第四步:后三角焊接
[0058]1、將車架的后三角組立，經(jīng)品管確認(rèn)后方可進行后續(xù)的焊接。
[0059]2、采用鎢極氬弧焊進行焊接，先在臺位上進行點焊定位，再進行全部熔焊，焊接工藝參數(shù)與第二步的焊接工藝參數(shù)相同，即焊接電壓為20V，焊接電流則根據(jù)鎂合金薄壁無縫管的壁厚進行調(diào)節(jié)，焊接電流與鎂合金薄壁無縫管的壁厚的關(guān)系為:1=164+9.09T，在本實施例中，鎂合金薄壁無縫管的壁厚T=L 8_，則焊接電流I=180A，通常焊接電流的取值為100-200A。
[0060]第五步:后三角校正
[0061]熔焊結(jié)束后對后三角變形的部位進行機械校正。在該焊接方法及規(guī)范下完成后無需整車熱處理過程。
[0062]第六步:全檢
[0063]整車做振動測試，通過測試的即為合格產(chǎn)品。[0064]經(jīng)驗證，采用本發(fā)明的焊接方法獲得的車架:
[0065](I)在未增加壁厚和未加補強片的情況下，其焊后強度仍然得到了保證，也就是說，采用本發(fā)明的方法焊接車架既可以節(jié)約成本，還可以保證輕質(zhì)要求。
[0066](2)焊后振動測試數(shù)據(jù):80kg載荷，420HZ，振動次數(shù)可達20萬次，通過了日本和美國標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)技術(shù)焊接的車架疲勞持久次數(shù)很難達到10萬次，僅僅通過中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0067](3)合理的焊接工藝參數(shù)還保證了車架焊縫焊后無缺陷。
[0068]需要說明的是，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)焊前處理:備料，將鎂合金薄壁無縫管的表面打磨光亮，將焊絲烘干待用； (2)前三角焊接:將車架的前三角組立，采用鎢極氬弧焊進行焊接，先在臺位上進行點焊定位，再進行全部熔焊，焊接電流為100-200A，焊接電壓為14-20V ； (3)前三角校正:熔焊結(jié)束后對前三角變形的部位進行機械校正； (4)后三角焊接:將車架的后三角組立，采用鎢極氬弧焊進行焊接，先在臺位上進行點焊定位，再進行全部熔焊，焊接電流為100-200A，焊接電壓為14-20V; (5)后三角校正:熔焊結(jié)束后對后三角變形的部位進行機械校正； (6 )全檢:整車做振動測試，通過測試的即為合格產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，其特征在于，所述焊接電流與鎂合金薄壁無縫管的壁厚的關(guān)系為:1=164+9.09T。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，其特征在于，所述焊絲的成分與鎂合金薄壁無縫管的成分相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎂合金薄壁無縫管車架的焊接方法，其特征在于，所述焊絲的直徑為2.0-2.5mm。
【文檔編號】B23K9/235GK103831591SQ201410081816
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】董武祥, 蘇鑫鑫, 權(quán)高峰 申請人:河北鎂輪鎂合金科技有限公司