CN102107320A - 重型汽车钢质轮辋的脉冲通电预热闪光焊接工艺 - Google Patents

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周志伟
章军
蒋万标
崔阳
杨光伟
赵林
马峰
孙鹏峰
张熹
张楠
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Shougang Co Ltd
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Abstract

一种重型汽车钢质轮辋的脉冲通电预热闪光焊接工艺，属于焊接工艺技术领域。包括下料、卷圆、压平、焊接条件设定，装卡、脉冲闪光预热、连续闪光、带电顶锻、保压、松夹具、去毛刺等工序。控制的工艺参数为：调伸长度20～50mm；闪光留量5～12mm；顶锻留量：5～10mm；顶锻力2～3×105N；夹紧力3～6×105N；脉冲通电预热工艺(4～10)次×(0.5～1.2)s，每个脉冲带电(0.1～0.2)s；预热及焊接电压：10.8～14.6V；闪光时间：14～30S；顶锻带电时间：0.3～2s。优点在于，自动化程度高，适合重型汽车钢质轮辋厚度3～8mm，宽度300～400mm，焊后经过修整—扩口—辊型—扩张后，焊接接头无裂纹缺陷。

Description

重型汽车钢质轮辋的脉冲通电预热闪光焊接工艺
技术领域
本发明属于焊接工艺技术领域，特别是涉及的是一种重型汽车钢质轮辋的脉冲预热闪光焊接工艺。
背景技术
车轮的性能不仅影响汽车行驶的安全性和操纵的稳定性，而且自身重量对燃油消耗有很大影响，作为汽车行驶系统重要组成部分的车轮，要求其轮辋的焊接质量可靠，变形量小，有足够的抗疲劳断裂能力。
采用现有技术无预热连续闪光焊工艺焊接重型汽车钢质轮辋，容易出现焊后轮缘开裂，焊后加工的扩口、滚型、扩张等工序均可能发生开裂，废品率和次品率较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重型汽车钢质轮辋的脉冲预热闪光焊接工艺，克服了现有技术的焊后轮缘开裂，焊后加工的扩口、滚型、扩张等工序均可能发生开裂，废品率和次品率较高等不足，解决重型汽车钢质轮辋焊接过程效率低、缺陷率高、质量不稳定等问题。
本发明主要包括下料、卷圆、压平、焊接条件设定，装卡、脉冲闪光预热、连续闪光、带电顶锻、保压、松夹具、去毛刺等工序。控制的工艺参数为：
调伸长度20～50mm；闪光留量5～12mm；顶锻留量：5～10mm；顶锻力2～3×105N；夹紧力3～6×105N；脉冲通电预热工艺(4～10)次×(0.5～1.2)s，每个脉冲带电(0.1～0.2)s；预热及焊接电压：10.8～14.6V；闪光时间：14～30S；顶锻带电时间：0.3～2s。
为了得到质量可靠的焊接接头，必须对工件进行处理，根据轮辋的尺寸下料，卷圆，对接处压平使得焊接过程接触均匀。根据焊接工件的横截面积和材质设定合适的焊接条件，主要包括焊接参数、预热留量、闪光留量、顶锻留量等。装卡时注意控制对接面的间隙均匀，使得脉冲预热过程及闪光焊接过程接触均匀，烧损量一致，温度分布均匀。足够的顶锻力和夹紧力是保证获得优质焊接接头的必要条件。
重型汽车钢质轮辋一般采用低强度厚钢板或者高强度薄钢板，低强度厚钢板碳当量低，但是导热速度快，而高强度薄钢板的碳当量较高，二者均容易产生淬硬组织，影响接头的塑性变形性能。因而需要预热处理，采用外加热源预热方式加热不均匀并且容易损伤焊接设备，长时间持续通电加热容易过烧，并且预热温度梯度过大，采用脉冲通电闪光预热方式经济方便。脉冲预热过程可以烧损焊接截面的氧化层、油污、锈蚀等，容易激发闪光。脉冲预热通电时间短，不至于使得接触面过量烧损，影响成材率，断电周期可以使得热量扩散，实现均匀加热，降低温度梯度，从而在闪光过程接触均匀稳定，焊接结束冷却速度趋向一致，避免局部产生淬硬组织。
根据轮辋用钢的品种、规格、环境温度，选用脉冲通电预热工艺，通电4～10次，每次通电0.1～0.2s，脉冲周期为(0.5～1.2)s，使得焊接面预热温度在700～900℃。
根据钢材的焊接截面积选择闪光时间，闪光时间不足则不能充分熔化被焊金属，焊接接头容易出现未熔合缺陷，闪光热影响区太窄不足以在顶锻时产生塑性变形，闪光时间过长则容易出现过烧、过热倾向，焊接接头金属过量烧损造成成形不良和铸态组织，影响塑性成型性能，并且造成能量的浪费，因而选用闪光时间14～30S。
顶锻带电时间过短或者不带电，使得即将熔合的接头冷却速度过快，塑性降低，不足以将熔化的氧化产物挤出接头，形成夹渣缺陷，影响轮辋的力学性能和疲劳性能。顶锻带电时间过长则会造成焊接接头受电阻热影响，晶粒过分长大，产生魏氏组织，从而影响焊接接头的塑性变形性能，进而影响轮辋的成型，控制顶锻带电时间0.3～2s，使得接头有满意的综合性能。
本发明的有点在于，自动化程度高，适合重型汽车钢质轮辋厚度3～8mm，宽度300～400mm，焊后经过修整—扩口—辊型—扩张后，焊接接头无裂纹缺陷。
具体实施方式
实施例1
采用厚6mm的抗拉强度540MPa级别钢生产重型卡车轮辋工艺为：剪条料—卷圆—闪光对焊—修整(刮渣)—扩口—滚型—扩张整形—冲气门孔—挤毛刺—漏气检查—轮辋。下料尺寸305mm(宽)×1710mm(长)，焊接留量50mm，焊接电压10.8V，顶锻量6.6mm，预热通电时间9次×0.1s，脉冲周期0.5s，闪光时间14s，顶锻带电时间0.3s，焊后成型性能良好，裂纹率为0。
实施例2
采用厚6.75mm的抗拉强度490MPa级别钢生产重型卡车轮辋工艺为：剪条料—卷圆—闪光对焊—修整(刮渣)—扩口—滚型—扩张整形—冲气门孔—挤毛刺—漏气检查—轮辋。下料尺寸305mm(宽)×1680mm(长)，焊接留量50mm，焊接电压10.8V，顶锻量6.6mm，预热通电时间8次×0.1s，脉冲周期0.8s，闪光时间16s，顶锻带电时间0.8s，焊后成型性能良好，裂纹率为0。
实施例3
采用厚7.8mm的抗拉强度380MPa级别钢生产重型卡车轮辋工艺为：剪条料—卷圆—闪光对焊—修整(刮渣)—扩口—滚型—扩张整形—冲气门孔—挤毛刺—漏气检查—轮辋。下料尺寸305mm(宽)×1680mm(长)，焊接留量50mm，焊接电压14.6V，顶锻量8mm，预热通电时间8次×0.1s，脉冲周期1.2s，闪光时间25s，顶锻带电时间0.9s，焊后成型性能良好，裂纹率为0。

Claims (1)

1.一种重型汽车轮辋的脉冲预热闪光焊接工艺，包括下料、卷圆、压平、焊接条件设定，装卡、脉冲闪光预热、连续闪光、带电顶锻、保压、松夹具、去毛刺工序；其特征在于，控制的工艺参数为：
调伸长度 20～50mm；
闪光留量 5～12mm；
顶锻留量 5～10mm；
顶锻力 2～3×105N；
夹紧力 3～6×105N；
脉冲通电预热工艺(4～10)次×(0.5～1.2)s，每个脉冲带电(0.1～0.2)s；
预热及焊接电压 10.8～14.6V；
闪光时间 14～30S；
顶锻带电时间 0.3～2s。
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