本發(fā)明涉及裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及拼焊成型領(lǐng)域，更具體地，涉及一種副車架等離子拼焊成型工藝。
背景技術(shù)：
副車架是轎車底盤前后車橋的重要組成部分，常用于控制臂、穩(wěn)定桿、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置等模塊化安裝固定，因此對(duì)副車架的剛度和制造精度具有較高的要求。焊接具有節(jié)省材料、生產(chǎn)效率高、密封性好等優(yōu)點(diǎn)，但是由于不均勻的冷卻過程，使工件易產(chǎn)生焊接變形和殘余應(yīng)力等缺點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中副車架的成型主要采用CO2氣體保護(hù)焊完成，焊縫較多，焊縫總長(zhǎng)有時(shí)長(zhǎng)達(dá)3m，單個(gè)焊縫較長(zhǎng)，并且分布密集，因此焊接變形和殘余應(yīng)力就成了一個(gè)重要的問題(張濤，俞斌，孫厚勇，等.汽車副車架結(jié)構(gòu)件焊接殘余變形預(yù)測(cè)[J].焊接技術(shù)，2013，42(07))，焊接變形加大了設(shè)計(jì)偏差，殘余應(yīng)力也降低了副車架的強(qiáng)度，有時(shí)為了減少變形和保證強(qiáng)度，不得不加大焊板的厚度，這樣，同時(shí)卻浪費(fèi)了原材料和加重了副車架的重量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提出一種副車架等離子拼焊成型工藝，減少副車架焊接成型后的焊接變形和殘余應(yīng)力。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種副車架等離子拼焊成型工藝，包括如下步驟：
步驟S1：制備條料：將鋼板切割為條料；
步驟S2：接頭處理：將條料接頭處理成坡口，對(duì)條料接頭進(jìn)行打磨，除去切割時(shí)留下的裂紋，對(duì)打磨后接頭進(jìn)行清洗，保證距接頭接口15mm范圍內(nèi)無雜質(zhì)；
步驟S3：焊接：使用等離子弧焊機(jī)進(jìn)行焊接；將接頭固定在焊接架或焊接平臺(tái)上，條料接頭處施加8N～15N的作用力，對(duì)條料進(jìn)行加熱，加熱到350～380℃，等離子弧焊機(jī)的噴嘴高度為4～5mm；等離子氣和保護(hù)氣體采用5％H2+25％Ar+70％He，等離子體流量為4.5～5.5L/min，保護(hù)氣體流量為16～18L/min，焊接電流150A～160A，焊接電壓30V，焊接速度0.6～0.7cm/s；
步驟S4：去氫：把焊接完成的副車架放入真空爐中，氣壓值不大于8KPa，加熱到500℃～550℃，保溫40-60min；
步驟S5：矯正：把去氫完成的副車架，放入鑄鐵模具中，加熱并施加矯正力，保溫一段時(shí)間后取出；
步驟S6：去應(yīng)力：把矯正完成的副車架放入油池中，保溫一段時(shí)間，然后取出。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2中的坡口為I形、V形或U形。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S5具體為：把去氫完成的副車架，放入鑄鐵模具中，加熱到420℃～450℃，對(duì)副車架除距焊縫5mm內(nèi)的區(qū)域外均施加40～50MPa的力，保溫10-20min后，油冷至25℃室溫。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S6中保溫溫度為120-130℃，保溫時(shí)間為10h-12h。
本發(fā)明副車架等離子拼焊成型工藝，充分利用等離子焊接的優(yōu)點(diǎn)，并通過除氫、矯正和去應(yīng)力步驟減少副車架焊接成型后的焊接變形和殘余應(yīng)力，副車架焊接成型后的綜合力學(xué)性能較現(xiàn)有技術(shù)有大的提高。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并使本發(fā)明的上述特征、目的以及優(yōu)點(diǎn)更加清晰易懂，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例
一種副車架等離子拼焊成型工藝，其包括如下步驟：
1)制備條料：選取316不銹鋼，切割為30×30×4條料，數(shù)量3塊；
2)接頭處理：將條料接頭處理成I形坡口(亦可以處理成V形或U形坡口)，對(duì)條料的接頭進(jìn)行打磨，除去切割時(shí)留下的裂紋，對(duì)打磨后接頭進(jìn)行清洗，保證接頭接口15mm范圍內(nèi)無雜質(zhì)(雜質(zhì)為銹跡、泥污、油、漆)；
3)焊接：使用等離子弧焊機(jī)進(jìn)行焊接；將接頭固定在焊接架或焊接平臺(tái)上，3塊條料并排放置，對(duì)接頭處施加8N～15N的作用力，對(duì)條料進(jìn)行加熱，加熱到350～380℃，等離子弧焊機(jī)噴嘴高度為4～5mm；等離子氣和保護(hù)氣體采用5％H2+25％Ar+70％He，等離子體流量為4.5～5.5L/min，保護(hù)氣體流量為16～18L/min，焊接電流150A～160A，焊接電壓30V，焊接速度0.6～0.7cm/s；
4)去氫：把焊接完成的副車架放入真空爐中，氣壓值不大于8KPa，加熱到500℃～550℃，保溫40-60min；
5)矯正：把去氫完成的副車架，放入鑄鐵模具中，加熱到420℃～450℃，對(duì)副車架除距距焊縫5mm內(nèi)的區(qū)域施加40～50MPa的矯正力，保溫10-20min后，油冷至25℃室溫；
6)去應(yīng)力：把矯正完成的副車架放入油池中，在120-130℃，保溫10h-12h，然后取出。
對(duì)比例
一種副車架CO2氣體保護(hù)焊成型工藝，其包括如下步驟：
1)選取316不銹鋼，切割為30×30×4條料，數(shù)量3塊；
2)接頭處理：將條料接頭處理成I形坡口，對(duì)條料的接頭進(jìn)行打磨，除去切割時(shí)留下的裂紋，對(duì)打磨后接頭進(jìn)行清洗，保證接頭接口15mm范圍內(nèi)無雜質(zhì)；
3)焊接：使用CO2氣體保護(hù)焊完成。
性能測(cè)試：使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)，檢測(cè)最大變形量；對(duì)焊件做拉伸試驗(yàn)，使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)做拉伸，對(duì)比例和實(shí)施例各選取5塊，性能參數(shù)如表1。
表1焊件性能
與現(xiàn)有技術(shù)CO2氣體保護(hù)焊相比，本發(fā)明所成型得到的副車架具備優(yōu)良的綜合力學(xué)性能的原因在于：焊接時(shí)，對(duì)條料接頭處施加力，可以增加焊縫的焊接緊密程度，此處的力不能很大，太大的話，會(huì)引起焊縫變形，甚至?xí)绊憲l料變形；保護(hù)氣氛中含有5％的H2，可以起到除雜的作用，焊接時(shí)溫度較高，加入的H2，可以除去條料表面的氧及其雜物，增加焊接質(zhì)量；焊縫中會(huì)有部分存留H2，去氫步驟主要是為了除去殘留的氫以消除殘氫對(duì)焊件的影響；矯正步驟是矯正焊件的變形，減少變形程度，如果在焊縫處也施加矯正力，容易對(duì)焊縫產(chǎn)生損傷，因此距焊縫5mm內(nèi)的區(qū)域不進(jìn)行施力，但對(duì)距焊縫5mm外的區(qū)域的施力對(duì)距焊縫5mm內(nèi)的區(qū)域會(huì)起到一些矯正作用；矯正后的焊件，存在著一定的內(nèi)應(yīng)力，然后在油池中進(jìn)行去應(yīng)力。
本發(fā)明副車架等離子拼焊成型工藝，充分利用等離子焊接的優(yōu)點(diǎn)，并通過除氫、矯正和去應(yīng)力步驟減少副車架焊接成型后的焊接變形和殘余應(yīng)力，副車架焊接成型后的綜合力學(xué)性能較現(xiàn)有技術(shù)有大的提高。
上述實(shí)施方式僅供說明本發(fā)明之用，而并非是對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇。