CN100999036A - 桥壳与轴头焊接的焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大吨位驱动桥后桥壳本体与轴头的一种混合气体保护焊(含脉冲)的焊接工艺，它包括有焊接接头成形工序、焊接工序、整理工序，其特征在于在焊接接头成形工序中所述的桥壳与轴头焊接的焊接接头为Y形坡口，Y型坡口的角度α为12.5°－35°，钝边高度H为0mm～2mm，钝边宽度为B为3－4mm，在Y型坡口的封闭背面端加有衬垫；在焊接工序中，所述的焊接过程为分层焊接，焊接线速度为30到50cm/min，焊接电压为25V～40V，焊接电流为280A～400A，气体流量15L/min～25L/min。本发明的优点在于既控制了热影响区的宽度，有保证足够的熔深，而且也能保证焊缝外观成形。从而保证桥壳轴头的焊接质量。

Description

桥壳与轴头焊接的焊接工艺

所属技术领域

本发明涉及大吨位驱动桥后桥壳本体与轴头的一种混合气体保护焊(含脉冲)的焊接工艺。

背景技术

后桥壳总成是大吨位驱动桥总成最为关键的零部件，其承受着整车总质量的2/3，事关整车行驶的可靠性和安全性。其中后桥壳本体与轴头的焊接至关重要。目前，大吨位驱动桥总成的后桥壳本体与轴头的焊接主要采用电子束焊和摩擦焊两种方式，由于设备昂贵，不适合于小批量生产，对于小批量的生产，如何使其在经济的条件下达到大吨位驱动桥总成的后桥壳本体与轴头的焊接的要求一直困扰着人们。

发明内容

本发明的优点在于为了克服现有技术的上述缺陷而提供一种用混合气体保护焊来实现大吨位后桥壳本体与轴头的焊接工艺。

本发明的目的可以通过以下技术解决方案来实现：

桥壳与轴头焊接的焊接工艺，它包括有焊接接头成形工序、焊接工序、整理工序，其焊接接头成形工序中所述的桥壳与轴头焊接的焊接接头为Y形坡口，Y型坡口的角度α为12.5-35°，钝边高度H为0mm～2mm，钝边宽度为B为3-4mm，在Y型坡口的封闭背面端加有衬垫；在焊接工序中，所述的焊接过程为分层焊接，焊接线速度为30到50cm/min，焊接电压为25V～40V，焊接电流为280A～400A，气体流量15L/min～25L/min。

本发明的目的还可以通过以下技术解决措施来进一步实现：

前述的桥壳与轴头焊接的焊接工艺，其中在焊接工序中，所用焊丝直径为1.0mm～1.2mm。

前述的桥壳与轴头焊接的焊接工艺，其中所述的分层焊接分为三层进行，在第一层焊接时，焊枪位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向旋转15°±3°，焊枪在Y型焊缝中间左右摆弧1.2到2mm；在第二层焊接时，焊枪位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向的反方向偏移0-6mm，焊枪在Y型焊缝中间左右摆弧2.5到3mm；第三层焊接时，焊枪位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向的反方向移动偏移6-12mm，焊枪在焊缝中间左右摆弧3.5到4.2mm，控制焊缝成形。

前述的桥壳与轴头焊接的焊接工艺，其中桥壳和轴头厚度H1为12-16mm。

本发明的优点在于既控制了热影响区的宽度，有保证足够的熔深，而且也能保证焊缝外观成形。从而保证桥壳轴头的焊接质量。

本发明的目的、优点等，将通过下面优先实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的Y形坡口图。

图2是现有全焊夹具结构示意图。

图3是本发明焊枪前后位置图(第一层工位I)。

图4是本发明焊枪前后位置图(第二层工位II)

图5是本发明焊枪前后位置图(第三层工位III)

具体实施方式

如图1-5所示，本发明桥壳与轴头焊接的焊接工艺，它包括有焊接接头成形工序、焊接工序、整理工序，其在焊接接头成形工序中所述的桥壳1与轴头2焊接的焊接接头为Y形坡口，Y型坡口的角度α为12.5-35°，钝边高度H为0mm～2mm，适当增加间隙，其钝边宽度为B为3-4mm，既有效控制了热影响区的宽度，另外，对焊缝的焊透也很有帮助，在Y型坡口的封闭背面端加有衬垫4，衬垫4的厚度H2为6mm～10mm；在焊接工序中，所述的焊接过程为分为三层进行，在第一层焊接时，焊枪位置适当向前倾，保证熔深，焊枪位于工位I即为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向V_S旋转15°±3°，焊枪在Y型焊缝中间左右摆弧1.2到2mm；在第二层焊接时，焊枪位于工位II即居中略向位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向的反方向偏移0-6mm，焊枪在Y型焊缝中间左右摆弧2.5到3mm；第三层焊接时，焊枪位于工位III即向后偏移位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向的反方向移动偏移6-12mm，焊枪在焊缝中间左右摆弧3.5到4.2mm，控制焊缝成形。焊接线速度为30到50cm/min，焊接电压为25V～40V，焊接电流为280A～400A，气体流量15L/min～25L/min，所用焊丝直径为1.0mm～1.2mm。

本发明在实际使用中：用现有的翻转夹具与焊接机器人连接实现联动，桥壳本体和轴头点焊固定后按启动按钮，夹具开始翻转，转到所需工位时，机器人焊枪进入焊接，焊完三圈另外加2-3秒的收弧时间后，机器人焊枪退出，主要针对厚度为H112-16mm的桥壳和轴头，(两种桥壳，一种只是焊轴头，另外一种焊完轴头后接着焊固定环的两条焊缝)

在图1所示中，轴头2、桥壳1本体开坡口为12.5-17.5度，将桥壳本体套好固定环吊到点焊轴头夹具上，弹性扶平杆自动扶平，气动分中，用定位销控制固定环周向，压紧固定环，将衬环嵌入轴头中，放到V型架上往桥壳内孔方向推轴头，将衬环推到桥壳内孔里，用定位板保证焊缝间隙钝边宽度B为3～4mm，压紧两端轴头，点焊固定环和轴头，退出定位销，松开压紧机构，将点焊完成的工件吊到全焊固定环轴头夹具上。

在图2所示中，夹具两端定位压紧轴头，桥壳两端有浮动支撑，按启动按钮启动夹具，调整焊接该工件的焊接档位，保证该档位焊接轴头的翻转速度为62s/r，启动中间分中扶平机构分中扶平，保证每次的焊接位置一致，启动机器人程序，按机器人进入后，工件旋转，旋转到一个位置，机器人进入焊接，通过减速机构带动轴头桥壳翻转，实现连续焊接三圈的要求。

在图3所示中，调整焊枪3位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向旋转15°±3°，并且与桥壳轴头的水平轴线垂直，焊丝干伸长为15～20mm，与衬环表面的距离为4～6mm，焊接电压为31±1V，焊接电流为340±1A，焊接速度62s/r，摆弧频率1.5～2Hz，摆弧幅度±1.2～1.5，，焊完62秒后以40cm/min的速度移到第二层工位的位置进行焊接。

在图4所示中，调整焊枪位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向的反方向偏移0-6mm，并且与桥壳轴头的水平轴线垂直，焊丝干伸长为15～20mm，与衬环表面的距离为9～11mm，焊接电压为33±1V，焊接电流为360±10A，焊接速度62s/r，摆弧频率1.5～2Hz，摆弧幅度±2.8～3.2，焊完62秒后以40cm/min的速度移到第三层工位的位置进行焊接。

在图5所示中，调整焊枪位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向的反方向偏移6-12mm，并且与桥壳轴头的水平轴线垂直，焊丝干伸长为15～20mm，与衬环表面的距离为14～16mm，焊接电压为31±1V，焊接电流为320±10A，焊接速度62s/r，摆弧频率1.5～2Hz，摆弧幅度±3.8～4.2，焊完62s后收弧2秒，焊接完成，机器人自动清枪剪丝，桥壳轴头旋转回原位后停止，松开两端轴头压紧机构，用电动葫芦将其吊到工位器具上。

本发明的方法成本低，性能完全满足要求，各项性能见下表一。

表一：

序号	试验桥壳数量(件)	满轴载荷(kN)	桥壳垂直弯曲疲劳寿命			备注
							标准要求(次)	试验次数(次)	样品壮况
			1	5	98					中值疲劳寿命≥80万次最低寿命≥50万次	4件150万次1件158万次	未损坏	10吨
2	5	107.8				100万次	未损坏	10吨
			3	3	127.4				80万次		未损坏	10吨按13吨标准做
4	3	127.4				100万次	未损坏	13吨
			5	3	156.8				100万次		未损坏	13吨按15吨标准做

本发明不局限于上述实施例，与上述实施例的技术特征相同或相近似的技术方案，也属于本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.桥壳与轴头焊接的焊接工艺，它包括有焊接接头成形工序、焊接工序、整理工序，其特征在于在焊接接头成形工序中所述的桥壳与轴头焊接的焊接接头为Y形坡口，Y型坡口的角度α为12.5-35°，钝边高度H为0mm～2mm，钝边宽度为B为3-4mm，在Y型坡口的封闭背面端加有衬垫；在焊接工序中，所述的焊接过程为分层焊接，焊接线速度为30到50cm/min，焊接电压为25V～40V，焊接电流为280A～400A，气体流量15L/min～25L/min。

2.根据权利要求1所述的桥壳与轴头焊接的焊接工艺，其特征在于在焊接工序中，所用焊丝直径为1.0mm～1.2mm。

3.根据权利要求1或2所述的桥壳与轴头焊接的焊接工艺，其特征在于所述的分层焊接分为三层进行，在第一层焊接时，焊枪位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向旋转15°±3°，焊枪在Y型焊缝中间左右摆弧1.2到2mm；在第二层焊接时，焊枪位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向的反方向偏移0-6mm，焊枪在Y型焊缝中间左右摆弧2.5到3mm；第三层焊接时，焊枪位置为环形焊缝的垂直中心线向旋转方向的反方向移动偏移6-12mm，焊枪在焊缝中间左右摆弧3.5到4.2mm，控制焊缝成形。

4.根据权利要求1所述的桥壳与轴头焊接的焊接工艺，其特征在于桥壳和轴头厚度H1为12-16mm。

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