CN102049627A - 铝压铸件与铝锻材的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝压铸件与铝锻材的焊接方法，将铝压铸件和铝锻材上下叠放进行焊接时，延缓了熔池转换为焊缝时的熔池界面的冷却速度以及凝固速度，由此，可防止铝锻材的硬度变小，并预防铝锻材出现开裂，从而，大大提高铝压铸件和铝锻材的焊接强度。此外，通过本发明，将铝压铸件和铝锻材以T字型结构进行焊接时，一次焊接后，便会增加焊缝的厚度（D2），由此，大大提高了铝压铸件和铝锻材的焊接强度，而且，改善了焊接的美观性，并提高了工作效率。

Description

铝压铸件与铝锻材的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种铝压铸件与铝锻材的焊接技术。

背景技术

一般情况下，将铝压铸件与铝锻材上下层叠放置进行焊接。如图1所示，铝压铸件（1）在上，铝锻材（2）在下，在此状态下进行焊接。

如图2所示，如果铝压铸件（1）在下，铝锻材（2）在上，那么，在此状态下进行焊接时，在焊缝（3）的应力集中区（3a）处会产生开裂现象，由此，容易对铝压铸件（1）造成损坏。

即，铝压铸件（1）是热处理过的工件，热处理过的工件受到焊接时产生的热量，它的硬度会变小，那么，熔池（焊缝为液体的状态）凝固收缩时，在焊缝（3）的应力集中区（3a）向热量散发方向（箭头M1的方向）容易发生开裂现象，因此，如图2所示，将铝压铸件（1）放在下部进行焊接时，容易对铝压铸件（1）造成损坏。

因此，将铝压铸件（1）与铝锻材（2）上下层叠放置进行焊接时，应把铝压铸件（1）放在上部，而把铝锻材（2）放在下部，如图1所示。

但是，即使将铝锻材（2）放在铝压铸件（1）下部进行焊接，只凭简单的上下叠放结构，无法提高焊接强度。因此，如果是载荷大的部件（如汽车支架），对其强度会造成影响，如图1所示。

即，在铝压铸件（1）和铝锻材（2）的接触部位进行焊接时，液状熔池在应力集中区（3a）向下垂直方向（箭头M1方向）散热，最终成为焊缝（3）。

此时，如散热时间短，则熔池的冷却速度以及凝固速度变快，熔池的凝固速度也会变快，在熔池变为焊缝（3）时，凝固收缩率会变大，这样，熔池和铝锻材（2）的界面上产生的应力会变大，由此，使铝锻材（2）的硬度变小。

铝锻材（2）的硬度变小，则在焊缝（3）的应力集中区（3a）向散热方向，可能会出现开裂现象。因此，如果是载荷大的部件，则对其强度会造成影响。

也就是说，在熔池向焊缝（3）进行转换时，如熔池的冷却速度及凝固速度快，那么，使铝锻材（2）的硬度变小，最终使铝压铸件（1）和铝锻材（2）的焊接强度降低。

此外，图3为铝压铸件（11）和铝锻材（12）的焊接方式示意图，该焊接的形状为T字型。从图中可以看出，现有技术使用的焊接结构是将铝锻材（12）的一端以T字结构靠在铝压铸件（11）的一侧，对接触部位进行焊接的。

即，焊接部位的连接强度与焊缝（13）厚度（D1）成正比，一次焊接时，因焊接厚度（D1）是固定的，所以焊工不能随意加大其焊接厚度，如果，反复焊接二次或者三次，那么，不仅外观受影响，而且降低了工作效率。因此，使用现有技术的焊接方法，由于焊缝（13）厚度（D1）的因素的存在，降低了铝压铸件（11）和铝锻材（12）的焊接强度。

发明内容

为解决现有技术中的存在的上述问题，本发明提供了一种铝压铸件与铝锻材的焊接方法，可提高铝压铸件和铝锻材的焊接强度。

本发明采用的技术方案是：一种铝压铸件与铝锻材的焊接方法，将铝压铸件和铝锻材上下叠放进行焊接，即：在铝压铸件的一侧开设带开口的安装槽，并以安装槽为分界形成上法兰和下法兰，而上法兰的长度小于下法兰的长度；在安装槽内装入铝锻材的一端，使铝压铸件和铝锻材上下叠放，最后，对铝压铸件上法兰的端部和铝锻材的表面进行焊接。

铝压铸件和铝锻材以T字型结构进行焊接时，铝压铸件的一端设有安装槽，该安装槽由一个水平的底面、该底面内侧向上垂直延伸而形成的内侧面以及从内侧面上端斜向延伸至铝压铸件的一端面形成的斜面所构成。在安装槽内装入铝锻材时，安装槽的底面与铝锻材的底面进行接触，而安装槽的内侧面与铝锻材的一端接触后，可以在该斜面与铝锻材的上表面之间所存在的空间内充分填充焊缝。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过本发明，铝压铸件和铝锻材上下叠放进行焊接时，延缓了熔池转换为焊缝时的熔池界面的冷却速度以及凝固速度，由此，可防止铝锻材的硬度变小，并能预防铝锻材出现开裂，大大了提高铝压铸件和铝锻材的焊接强度。

此外，将铝压铸件和铝锻材以T字型结构进行焊接时，通过增加焊缝的厚度，大大提高了铝压铸件和铝锻材的焊接强度，而且，改善了焊接美观性，提高了工作效率。

附图说明

图1为现有技术中使用的铝压铸件和铝锻材上下叠放进行焊接的示意图；

图2为现有技术中使用的铝压铸件和铝锻材上下叠放进行焊接的另一示意图；

图3为现有技术中使用的铝压铸件和铝锻材以T字型结构进行焊接的示意图；

图4为本发明的铝压铸件和铝锻材上下叠放进行焊接的示意图；

图5为本发明的铝压铸件和铝锻材以T字型结构进行焊接的示意图；

图6为本发明另一焊接实施例的示意图。

图中：1、铝压铸件；2、铝锻材；3、焊缝；3a、应力集中区；11、铝压铸件；12、铝锻材；13、焊缝；20、铝压铸件；21、安装槽；22、上法兰；23、下法兰；30、铝锻材；40、焊缝；41、应力集中区；50、铝压铸件；51、安装槽；51a、底面；51b、内侧面；51c、斜面；60、铝锻材；70、焊缝；80、铝压铸件；81、安装槽；90、铝锻材；100、焊缝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清除明确的界定。

根据本发明，铝压铸件20和铝锻材30上下叠放进行焊接的方法如图4所示。在铝压铸件20的一侧设有开口的安装槽21；以安装槽21为基准，设有上法兰22和下法兰23，上法兰22的长度小于下法兰23的长度；在安装槽21内装入铝锻材30的一端，使铝压铸件20和铝锻材30上下叠放，最后，对铝压铸件20的上法兰22的端部和铝锻材30表面进行焊接。

在此，自上述安装槽21的内侧到上法兰22右侧面的距离，即，上法兰的凸出长度L1，介于下法兰23的凸出长度L2的1/3至1/2之间。

如果上法兰22的凸出长度L1小于下法兰23的凸出长度L2的1/3，则铝压铸件20和铝锻材30焊接强度可能会降低，相反，如果上法兰22的凸出长度L1大于下法兰23的凸出长度（L2）的1/2，则在熔池转换焊缝40的过程中熔池的冷却速度将变快，使铝锻材30硬度变低，最终导致铝压铸件20和铝锻材30焊接强度可能会降低。

因此，为了防止上述可能存在的问题，需确保上法兰的凸出长度（L1）介于下法兰23的凸出长度（L2）的1/3至1/2之间。

按照上述方法，将铝压铸件20和铝锻材30上下叠放进行焊接过程中，焊接铝压铸件20和铝锻材30的熔池在应力集中区41垂直向下（箭头M1的方向）进行散热并凝固，最后，变成焊缝时，受到铝锻材30的厚度和下法兰23的厚度影响，使其散热时间变长，由此，熔池的冷却速度以及凝固速度都将变得缓慢。

此外，如熔池的凝固速度变慢，则熔池转换焊缝40的过程中，凝固收缩率也变小，由此，熔池和铝锻材30界面处产生的拉伸应力也会变小，从而，防止铝锻材30硬度下降的现象。

由此，如果铝锻材30的硬度不受影响，那么，可以预防从焊缝40的应力集中区41向散热方向（箭头M2方向）在铝锻材30上出现开裂的现象。这样，在载荷大的部件中也可以使用。

如图4所示，也就是说，通过本发明，铝压铸件20和铝锻材30上下叠放进行焊接时，延缓了熔池转换为焊缝时的熔池界面的冷却速度以及凝固速度，由此，可防止铝锻材30的硬度变小，并大大提高了铝压铸件20和铝锻材30的焊接强度。

图5图示了本发明的将铝压铸件50和铝锻材60以T字型结构进行焊接的示意图。

从图中可以看出，铝压铸件50的一端设有安装槽51，它由一个水平的底面51a、该底面51a内侧向上垂直延伸而形成的内侧面51b以及内侧面51b上端斜向延伸至铝压铸件50的一端面而形成的斜面51c构成。在安装槽51内装入铝锻材60时，底面51a与铝锻材60的底面进行接触，而内侧面51b与铝锻材60的一端接触后，斜面51c与铝锻材60的上表面之间存在的空间内充分填充焊缝70。

在此，在安装槽51中，底面51a的长度L3介于内侧面51b高度（H1）的1/5至1/3之间。

如果，底面51a的长度L3小于内侧面51b高度H1的1/5，那么，焊缝70厚度（D2）的增加不大，这样，可能会影响焊接区域的连接强度，相反，如底面51a的长度（L3）大于内侧面51b高度H1的1/3，那么，在斜面51c与铝锻材60上表面之间的空间，无法充分填充焊缝70，这样，可能会影响焊接强度。

因此，确保底面51a的长度（L3）介于内侧面51b的高度（H1）的1/5至1/3之间。

此外，安装槽51内侧面51b的高度（H1）与铝锻材60的厚度（T1）相等。

如果，上述高度（H1）大于上述厚度（T1），则斜面51c和铝锻材60上表面之间的空间变大，这样，在其空间内无法充分填充焊缝70，从而，影响焊接强度，相反，上述高度（H1）小于上述厚度（T1），则焊缝70的厚度（D2）变小，这样也会影响焊接强度。

因此，为了防止上述存在的问题，安装槽51内侧面51b的高度（H1）与铝锻材60的厚度（T1）应相等。

此外，在本发明中，铝锻材60的上表面和安装槽51的斜面所形成的角度θ1在45度~60度之间。

如果，角度θ1小于45度，则失去了焊缝70厚度（D2）的加厚效果，在斜面51c与铝锻材60上表面之间的空间内，可能无法充分填充焊缝70，相反，若角度θ1大于60度，则斜面51c与铝锻材60上表面之间的空间大小超过了理想的范围，这样，不仅焊接难度加大，而且无法充分填充焊缝70。

通过上述方法将铝压铸件50和铝锻材60以T字型结构进行焊接时，相比图3中现有技术使用的方法，大大增加了焊缝70的厚度（D2），可以使铝压铸件50和铝锻材60的焊接强度大大提高。

此外，通过本发明的焊接方法，只需一次焊接便可加大焊缝厚度（D2），因此，没必要反复进行二次或者三次焊接，由此，大大提高了铝压铸件和铝锻材的焊接强度，而且，改善了焊接美观性，并提高了工作效率。

图6图示焊接区域为圆弧形状的铝压铸件80和铝锻材90。

如图6所示，铝压铸件80和铝锻材90是以上下叠放进行焊接的结构，但是，受到铝压铸件80形状的影响，无法在铝压铸件80上形成图4所示的安装槽。

此时，若在铝压铸件80上开设图5所示的安装槽81进行焊接，焊缝100的厚度（D3）仍得到图5所示的加大效果。因此，在图6所示的情况下，通过加大焊缝100的厚度（D3）的方法进行焊接，便可提高焊接强度。

以上对本发明的特定实施例进行了说明，但本发明的保护内容不仅仅限定于以上实施例，在本发明的所属技术领域中，只要掌握通常知识，就可以在其技术要旨范围内进行多种多样的变更。

Claims (6)

1.一种铝压铸件与铝锻材的焊接方法，其特征在于：铝压铸件（20）和铝锻材（30）上下叠放进行焊接，包括：

（1）在铝压铸件（20）的一侧开设带开口的安装槽（21），以所述安装槽（21）为分界形成上法兰（22）和下法兰（23），所述上法兰（22）的长度小于所述下法兰（23）的长度；

（2）在所述安装槽（21）内装入铝锻材（30）的一端，使铝压铸件（20）和铝锻材（30）上下叠放；

（3）对铝压铸件（20）的上法兰（22）的端部和铝锻材（30）表面进行焊接。

2.根据权利要求1所述的铝压铸件与铝锻材的焊接方法，其特征在于：自安装槽的内侧槽壁至上法兰（22）外侧端面的距离，即上法兰（21）的凸出长度（L1），为下法兰（23）的凸出长度（L2）的1/3~1/2。

3.一种铝压铸件与铝锻材的焊接方法，其特征在于：铝压铸件（50）和铝锻材（60）以T字型结构进行焊接，所述铝压铸件（50）的一端开设安装槽（51），所述安装槽（51）由一个水平的底面（51a）、自所述底面（51a）的内侧向上垂直延伸形成的内侧面（51b）以及自所述内侧面（51b）的上端斜向延伸至所述铝压铸件（50）的一端面而形成的斜面（51c）构成，在所述安装槽（51）内装入所述铝锻材（60）时，所述底面（51a）与铝锻材（60）的底面进行接触，而内侧面（51b）与铝锻材（60）的一端面接触，在所述斜面（51c）与铝锻材（60）的上表面之间的空间内填充焊缝（70）。

4.根据权利要求3所述的铝压铸件与铝锻材的焊接方法，其特征在于：所述安装槽（51）的底面（51a）的长度（L3）为内侧面（51b）的高度（H1）的1/5~1/3。

5.根据权利要求3所述的铝压铸件与铝锻材的焊接方法，其特征在于：所述安装槽（51）的内侧面（51b）的高度（H1）与铝锻材（60）的厚度（T1）相等。

6.根据权利要求3所述的铝压铸件与铝锻材的焊接方法，其特征在于：所述铝锻材（60）的上表面与所述安装槽（51）的斜面（51c）所形成的角度θ1在45度至60度之间。

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