CN101530948A - 一种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法 - Google Patents
一种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101530948A CN101530948A CN 200910130881 CN200910130881A CN101530948A CN 101530948 A CN101530948 A CN 101530948A CN 200910130881 CN200910130881 CN 200910130881 CN 200910130881 A CN200910130881 A CN 200910130881A CN 101530948 A CN101530948 A CN 101530948A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- stirring
- head
- welded
- cylindrical shell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 3
- 235000019628 coolness Nutrition 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910000553 6063 aluminium alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
本发明是一种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法，它完成了后轮辋的纵缝焊接成形。为防止焊后尾孔留在轮辋上，该方法采用同种材质的引焊板，将焊后尾孔留在引焊板上。在焊接前轮辋和后轮辋连接位置的环缝时，利用搅拌头可回抽的焊接装置消除匙孔。与现有技术相比，本发明技术方案具有加工成本低、整体结构的气密性好、通过焊前焊后处理得到性能优良的接头。
Description
技术领域
本发明是一种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法，属于搅拌摩擦焊接技术领域。
背景技术
轮毂按材质可以分为二大类：钢轮毂，铝合金轮毂。铝合金轮毂其优点是重量轻，制造精度高，强度大，惯性阻力小，散热能力强，视觉效果好等等。和钢轮毂相比，铝合金轮毂具有节能、安全、舒适等特点，所以越来越多的汽车已经把铝合金轮毂列为标准配置。
铝合金轮毂的制造方法主要有重力铸造、锻造、低压精密铸造。
重力铸造法成本低而生产效率高，但是容易产生气泡(砂眼)，密度不均匀，表面平滑度不够。锻造法由于需要较精良的生产设备，而且成品率只有五到六成，制造成本较高。低压铸造设备维护的成本高，能源消耗大。
为了克服以上轮毂制造方法的缺陷，目前铝合金轮毂一般采用分体成形方式，即前轮辋整体铸造，后轮辋通过板材料滚圆并焊接成形后，再与前轮辋焊接在一起形成轮毂，所以，轮毂的成形质量与焊接工艺有直接的关系。现有的常规焊接工艺无法满足要求。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法，其目的是通过搅拌摩擦焊焊接轮辋的环缝和纵缝，消除了搅拌摩擦焊焊后尾孔，提高了整体的气密性。
本发明的目的是通过以下技术方案本实现的：
该种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法，前轮辋整体铸造，后轮辋通过焊接待焊筒体纵缝成形，轮毂通过焊接前轮辋和后轮辋的环缝成形，焊前待焊筒体的热处理状态为退火态，其特征在于：该方法的步骤是：
(1)将待焊筒体装夹在工装夹具上，使摩擦焊搅拌头与待焊筒体的纵缝或环缝的焊接起点对中；
(2)将搅拌头在动力装置的作用下高速旋转插入到待焊筒体的纵缝或环缝的焊接起点内，搅拌头的旋转速度和插入的深度因待焊筒体的材料及厚度而定；
(3)搅拌头沿待焊筒体的纵缝或环缝移动进行焊接，其中：
对于纵缝的焊接，在纵缝尾端的沿长线上设置了引焊板，搅拌头沿纵缝焊接行进到引焊板上，再将搅拌头提升出来，冷却后从纵缝尾端切除掉引焊板；
对于环缝的焊接，当搅拌头焊接行进到环缝的尾端时，搅拌头继续沿环缝行进的同时，搅拌头的轴肩的位置不变，搅拌头的搅拌针逐渐收回，收回的速度是5～15mm/min；
(4)焊后热处理，其工艺为固溶处理+人工时效。
焊接纵缝时，为了消除焊后匙孔，施加了引焊板，将匙孔留在引焊板上，然后将引焊板割掉。焊接环缝时候，将搅拌针回抽来消除尾孔。通过焊前和焊后热处理规范有效地提高焊接质量，改善焊接工艺。
附图说明
图1为本发明筒体纵缝焊接示意图
图2为本发明筒体环缝焊接示意图
图3为本发明消除环缝焊接后尾孔的示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1～3所示，该种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法，前轮辋整体铸造，后轮辋通过焊接待焊筒体1纵缝成形，轮毂通过焊接前轮辋和后轮辋的环缝成形，焊前待焊筒体1的热处理状态为退火态，其特征在于：该方法的步骤是：
(1)将待焊筒体1装夹在工装夹具上，用来压紧后轮辋的加工筒体件，再将其安装在一个三坐标定位装置上，使摩擦焊搅拌头2与待焊筒体1的纵缝6或环缝7的焊接起点对中；
(2)将搅拌头2在动力装置的作用下高速旋转插入到待焊筒体1的纵缝6或环缝7的焊接起点内，搅拌头2的旋转速度和插入的深度因待焊筒体1的材料及厚度而定；
(3)搅拌头2沿待焊筒体1的纵缝6或环缝7移动进行焊接，在搅拌头的摩擦和挤压的作用下，焊接材料软化发生塑性流动，在轴肩4的作用下塑性金属不会外溢，沿着焊缝向后移动，在轴肩4和焊接材料表面的紧密贴合下完成焊接，其中：
对于纵缝6的焊接，在纵缝6尾端的沿长线上设置了引焊板5，搅拌头2沿纵缝6焊接行进到引焊板5上，再将搅拌头2提升出来，冷却后从纵缝6尾端切除掉引焊板5；
对于环缝7的焊接，当搅拌头2焊接行进到环缝7的尾端时，焊件又转到起点位置，搅拌头2继续沿环缝7行进的同时，搅拌头2的轴肩4的位置不变，搅拌头2的搅拌针3逐渐收回，收回的速度是5～15mm/min，由此搅拌针3实现回抽动作消除焊后匙孔，直到搅拌针从焊缝中抽出为止完成环缝6的焊接。
(4)焊后热处理，其工艺为固溶处理+人工时效，固溶处理规范：535℃保温50min+水淬，水淬要求水温不大于30℃；人工时效规范：200℃保温5h+空冷。
以下是采用本发明技术方案对材料为6063铝合金的轮毂进行制造的相关技术参数：
焊接厚度：t＝6～5mm
搅拌头下压力：F＝2～2.5T
搅拌头转速：ω1＝500rpm
搅拌头扎入深度：h＝t-0.1
纵缝时工件移动速度：v＝200mm/min
环缝时工件旋转速度：ω2＝v/πd
回抽搅拌针移动速度：v＝5～15mm/min
经检验，轮毂的质量满足技术要求。与现有技术相比，本发明技术方案具有加工成本低、整体结构的气密性好、通过焊前焊后处理得到性能优良的接头。
Claims (2)
1.一种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法，前轮辋整体铸造，后轮辋通过焊接待焊筒体(1)纵缝成形，轮毂通过焊接前轮辋和后轮辋的环缝成形，焊前待焊筒体(1)的热处理状态为退火态，其特征在于：该方法的步骤是：
(1)将待焊筒体(1)装夹在工装夹具上，使摩擦焊搅拌头(2)与待焊筒体(1)的纵缝(6)或环缝(7)的焊接起点对中；
(2)将搅拌头(2)在动力装置的作用下高速旋转插入到待焊筒体(1)的纵缝(6)或环缝(7)的焊接起点内，搅拌头(2)的旋转速度和插入的深度因待焊筒体(1)的材料及厚度而定；
(3)搅拌头(2)沿待焊筒体(1)的纵缝(6)或环缝(7)移动进行焊接，其中：
对于纵缝(6)的焊接，在纵缝(6)尾端的沿长线上设置了引焊板(5)，搅拌头(2)沿纵缝(6)焊接行进到引焊板(5)上，再将搅拌头(2)提升出来，冷却后从纵缝(6)尾端切除掉引焊板(5)；
对于环缝(7)的焊接，当搅拌头(2)焊接行进到环缝(7)的尾端时，搅拌头(2)继续沿环缝(7)行进的同时，搅拌头(2)的轴肩(4)的位置不变，搅拌头(2)的搅拌针(3)逐渐收回，收回的速度是5～15mm/min；
(4)焊后热处理，其工艺为固溶处理+人工时效。
2.根据权利要求1所述的制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：焊后热处理的规范为：固溶处理规范：535℃保温50min+水淬，水淬要求水温不大于30℃；人工时效规范：200℃保温8h+空冷。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910130881 CN101530948A (zh) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | 一种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910130881 CN101530948A (zh) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | 一种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101530948A true CN101530948A (zh) | 2009-09-16 |
Family
ID=41101919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200910130881 Pending CN101530948A (zh) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | 一种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101530948A (zh) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102019813A (zh) * | 2009-09-11 | 2011-04-20 | 通用汽车环球科技运作公司 | 铸造镁合金车轮 |
| CN102489869A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 苏州明志科技有限公司 | 一种基于摩擦焊的镶块固定方法及装置 |
| CN103909342A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-07-09 | 上海交通大学 | 两片式轮毂的连接方法 |
| CN104339078A (zh) * | 2013-07-29 | 2015-02-11 | 上海航天设备制造总厂 | 用于摩擦焊接的轮毂与轮辋搭接方法及其焊接方法 |
| CN104651763A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-05-27 | 巩向鹏 | 一种6063铝合金的性能优化方法 |
| CN104741742A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 比亚迪股份有限公司 | 一种铝合金焊接件的处理工艺 |
| CN106378527A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-02-08 | 武汉理工大学 | 一种抑制铝合金搅拌摩擦焊接头异常晶粒长大的方法 |
| CN106475678A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-03-08 | 上海航天设备制造总厂 | 一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法 |
| CN108544079A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-18 | 重庆市超群工业股份有限公司 | 车轮焊接工艺 |
| CN110102965A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-08-09 | 泰安启程车轮制造有限公司 | 一种铝合金车轮轮辋辊压焊接生产工艺 |
| CN110438325A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-12 | 中南大学 | 一种提升镁合金搅拌摩擦焊焊缝长时间服役寿命的热处理方法 |
| CN111250860A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 华孚精密科技(马鞍山)有限公司 | 一种大尺寸压铸产品的制造方法 |
| CN111531267A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-14 | 上海航天设备制造总厂有限公司 | 一种环缝无匙孔双轴肩搅拌摩擦焊方法 |
| CN112222765A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-15 | 武汉尚田工业科技有限公司 | 一种轻型铝合金轮毂的制造方法及系统 |
| CN112719566A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-04-30 | 昆山六丰机械工业有限公司 | 一种提高可回抽式搅拌摩擦焊接接头性能的工艺方法 |
| CN113275734A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-08-20 | 陕西飞机工业有限责任公司 | 一种凹型焊缝的搅拌摩擦焊方法 |
-
2009
- 2009-04-17 CN CN 200910130881 patent/CN101530948A/zh active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102019813A (zh) * | 2009-09-11 | 2011-04-20 | 通用汽车环球科技运作公司 | 铸造镁合金车轮 |
| CN102019813B (zh) * | 2009-09-11 | 2016-02-24 | 通用汽车环球科技运作公司 | 铸造镁合金车轮 |
| CN102489869A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 苏州明志科技有限公司 | 一种基于摩擦焊的镶块固定方法及装置 |
| CN104339078A (zh) * | 2013-07-29 | 2015-02-11 | 上海航天设备制造总厂 | 用于摩擦焊接的轮毂与轮辋搭接方法及其焊接方法 |
| CN104741742A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 比亚迪股份有限公司 | 一种铝合金焊接件的处理工艺 |
| CN103909342A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-07-09 | 上海交通大学 | 两片式轮毂的连接方法 |
| CN104651763A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-05-27 | 巩向鹏 | 一种6063铝合金的性能优化方法 |
| CN106378527A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-02-08 | 武汉理工大学 | 一种抑制铝合金搅拌摩擦焊接头异常晶粒长大的方法 |
| CN106475678A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-03-08 | 上海航天设备制造总厂 | 一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法 |
| CN106475678B (zh) * | 2016-11-02 | 2021-10-01 | 上海航天设备制造总厂 | 一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法 |
| CN108544079A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-18 | 重庆市超群工业股份有限公司 | 车轮焊接工艺 |
| CN111250860A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 华孚精密科技(马鞍山)有限公司 | 一种大尺寸压铸产品的制造方法 |
| CN110102965A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-08-09 | 泰安启程车轮制造有限公司 | 一种铝合金车轮轮辋辊压焊接生产工艺 |
| CN110438325A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-12 | 中南大学 | 一种提升镁合金搅拌摩擦焊焊缝长时间服役寿命的热处理方法 |
| CN111531267A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-14 | 上海航天设备制造总厂有限公司 | 一种环缝无匙孔双轴肩搅拌摩擦焊方法 |
| CN112222765A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-15 | 武汉尚田工业科技有限公司 | 一种轻型铝合金轮毂的制造方法及系统 |
| CN112719566A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-04-30 | 昆山六丰机械工业有限公司 | 一种提高可回抽式搅拌摩擦焊接接头性能的工艺方法 |
| CN113275734A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-08-20 | 陕西飞机工业有限责任公司 | 一种凹型焊缝的搅拌摩擦焊方法 |
| CN113275734B (zh) * | 2021-03-26 | 2022-11-22 | 陕西飞机工业有限责任公司 | 一种凹型焊缝的搅拌摩擦焊方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101530948A (zh) | 一种制造铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊方法 | |
| CN105728934B (zh) | 一种电磁辅助搅拌摩擦焊装置及其细化晶粒的方法 | |
| CN102120287B (zh) | 一种嵌入式搅拌摩擦缝焊方法 | |
| CN101214605A (zh) | 轮毂制造工艺 | |
| CN103381541B (zh) | 复合高强度有色合金轮的制作方法 | |
| CN201997847U (zh) | 一种搅拌摩擦焊焊接工装 | |
| CN102817898A (zh) | 一种螺纹孔及螺纹焊接修补工艺 | |
| CN104032193A (zh) | 一种Al-Zn-Mg合金及其型材的制备方法 | |
| CN103600204A (zh) | 一种搅拌摩擦钎焊铝合金复合轮的制造方法 | |
| CN102625493A (zh) | 一种多晶硅真空炉用摩擦焊铜电极及其制造工艺 | |
| CN102059430B (zh) | 一种铝-铜复合板过渡接头的铜表面缺陷的焊接修补方法 | |
| CN107414326B (zh) | 一种结晶器足辊表面堆焊工艺及工件装夹工装 | |
| CN103909342A (zh) | 两片式轮毂的连接方法 | |
| CN106271028A (zh) | 一种搅拌摩擦焊环缝连接异种金属的方法 | |
| CN103862234B (zh) | 一种提升增压器涡轮心部强度性能的方法与结构 | |
| CN102935551B (zh) | 铝合金薄壁环件的闪光焊成形方法 | |
| CN201423498Y (zh) | 一种铝母材的原位自蔓延焊接修复方法中用的焊接模具 | |
| CN218575247U (zh) | 一种偏心搅拌摩擦焊装置 | |
| CN111230188A (zh) | 一种用于搅拌摩擦制造的搅拌头及应用其制备水冷通道的方法 | |
| CN102962569A (zh) | α相钛合金薄壁环件的闪光焊成形方法 | |
| CN203236116U (zh) | 一种小规格芯棒焊接系统 | |
| CN204997227U (zh) | 一种自适应双侧静轴肩搅拌头 | |
| CN211305188U (zh) | 一种搅拌摩擦焊冷却刀柄 | |
| CN114211144A (zh) | 一种异种合金的搅拌摩擦双-铆焊方法 | |
| CN209492331U (zh) | 一种整体式车轮 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20090916 |