CN104191082A - 汽车传动轴轴管与十字叉的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车传动轴轴管与十字叉的焊接方法，焊接步骤如下：1）先将轴管的一端插入导电线圈内，然后将十字叉的轴颈端从线圈的另一端插入轴管内；2）开启脉冲发生器，使电容器组中的各电容充电，充电电压达到设定值时，系统控制触发装置打开放电开关，使电容器快速放电；通过导电线圈内的磁力实现轴管与十字叉的焊接。本发明焊接难度低，并且焊接质量高，能降低焊接劳动强度，同时能够降低焊接成本。

Description

汽车传动轴轴管与十字叉的焊接方法

技术领域

本发明涉及汽车传动轴装配技术领域，尤其涉及一种汽车传动轴轴管与十字叉的焊接方法。

背景技术

在现有的汽车传动轴轴管与十字叉的焊接工艺中，基本上都采用传统焊接工艺（闪光焊、CO2气体保护焊等）。其缺点是必须进行坡口加工，易发生焊接不良（需磁气探伤检查），焊接发热大，热影响区宽，降低了接头处焊缝周围母材的机械强度。接头处的焊接变形较大，弯曲精度很低。由于焊接时的飞溅比较严重，十字叉的装配面常被熔融金属渣粘附，不易清除，破坏装配精度，对产品质量的影响较大。

近年来也有少数企业采用“摩擦焊工艺”替代传统焊接工艺，焊接过程不发生熔化，属固相热压焊。它省去了坡口加工，减少了焊接不良，提升了焊后的“弯曲精度”，降低了能耗，环保，无污染。但是该方法也有明显的不足：靠工件旋转、摩擦、顶压来实现；挤压融料飞边大，不美观，且造成动平衡不良，还需机加清除；一般用于圆形截面工件的焊接，无法焊接非圆截面的工件；目前由于受到焊机主轴电机功率的限制，只适合焊接截面积较小的工件；对于盘状工件及薄壁管件，由于不易夹持也很难焊接。同时，这种摩擦焊机的重量和体积都较大，一次性投资费用高；设备自动化程度高且技术复杂，专业性强，局限性大，适合大批量生产的流水线与专业生产线使用。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供一种汽车传动轴轴管与十字叉的焊接方法，焊接难度低，并且焊接质量高，能降低焊接劳动强度，同时能够降低焊接成本。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种汽车传动轴轴管与十字叉的焊接方法，其特征在于：包括电磁脉冲焊机装置，电磁脉冲焊机装置包括主机和工作台，所述主机包括主箱体，在主箱体内设有带有滤波装置的交流电源、变压器、高压整流器、电容组、真空开关以及触发装置；所述交流电源经变压器变压后与高压整流器相连，所述高压整流器同时与电容组的各电容相连，电容组的各电容分别与一真空开关相连；所述触发装置包括脉冲发生器，该脉冲发生器的信号输入端与交流电源相连，信号输出端同时与各真空开关相连；所述工作台包括台架和设置在台架上的焊接头，所述焊接头包括导电线圈，所述导电线圈通过同轴线缆与主机中的各真空开关同时相连；焊接步骤如下：

1）先将轴管从导电线圈的一端插入导电线圈内，然后将十字叉的轴颈端从线圈的另一端插入轴管内，并使轴管的轴心线与十字叉轴颈的轴心线重合，且轴管内壁与十字叉轴颈外壁之间具有间隙；

2）开启脉冲发生器，使电容器组中的各电容充电，充电电压达到设定值时，系统控制触发装置打开放电开关，使电容器快速放电；焊接时的脉冲电流至少要达到上千千安，通过导电线圈内的磁力实现轴管与十字叉的焊接。

进一步地，在工作台上还设有轴管固定夹具和十字叉固定夹具，所述轴管固定夹具和十字叉固定夹具分别位于导电线圈的两端，在焊接过程中用于将轴管和十字叉定位和固定。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、采用套焊接头进行焊接（即搭接焊），其焊缝并不在管件端面与十字叉台肩端面的结合处，而是在管件内壁与十字叉轴颈外圆套合处的整个圆柱面上，焊合面可比常规焊接和摩擦焊增大3～5倍（这取决于套入部分的轴向长度），焊缝的受力状况得到较大改善，使接头的抗拉强度和抗扭转强度得到显著增强，提高了焊接接头的综合性能。

2、本发明是一种绿色环保的“低碳”工艺；整个焊接过程无发热，属固态冷压焊工艺；焊接后焊件材料的金属特性不会发生任何改变，无残余应力；两种材料在焊合面形成原子间距离的稳定的冶金结合；焊接面呈360°圆柱面均匀包敷，焊缝致密且强度高；焊接接头外型美观，表面无压痕，无损伤；可精确控制焊接参数，焊接质量稳定可靠，一致性好；焊接速度快，一次成型，劳动强度低，生产效率高，适用于大批量生产和自动化；无需任何助焊剂、焊料和保护气体，焊接成本低；整个过程无热、无辐射、无烟、无废气、无火花、无飞溅、无需冷却水，无辅材消耗，能耗很低，节能环保。

附图说明

图1为焊接过程中的状态示意图；

图2为焊接完成后的示意图。

图中：1—轴管，2—十字叉，3—集磁器。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1、图2，一种汽车传动轴轴管与十字叉的焊接方法，包括电磁脉冲焊机装置，电磁脉冲焊机装置包括主机和工作台，所述主机包括主箱体，在主箱体内设有带有滤波装置的交流电源、变压器、高压整流器、电容组、真空开关以及触发装置；所述交流电源经变压器变压后与高压整流器相连，所述高压整流器同时与电容组的各电容相连，电容组的各电容分别与一真空开关相连；所述触发装置包括脉冲发生器，该脉冲发生器的信号输入端与交流电源相连，信号输出端同时与各真空开关相连；所述工作台包括台架和设置在台架上的焊接头，所述焊接头包括导电线圈，所述导电线圈通过同轴线缆与主机中的各真空开关同时相连。

焊接步骤如下：

1）先将轴管1从导电线圈的一端插入导电线圈内，然后将十字叉2的轴颈端从线圈的另一端插入轴管1内，并使轴管1的轴心线与十字叉2轴颈的轴心线重合，且轴管1内壁与十字叉2轴颈外壁之间具有间隙。

2）开启脉冲发生器，使电容器组中的各电容充电，充电电压达到设定值时，系统控制触发装置打开放电开关，使电容器快速放电；焊接时的脉冲电流至少要达到上千千安，通过导电线圈内的磁力实现轴管1与十字叉2的焊接。具体实施是，导电线圈内还设有集磁器3，所述轴管1伸入导电线圈线圈的一端位于集磁器3内，从而通过集磁器3形成较强的能量束，从而提高焊接质量。

在工作台上还设有轴管1固定夹具和十字叉2固定夹具，所述轴管1固定夹具和十字叉2固定夹具分别位于导电线圈的两端，在焊接过程中用于将轴管1和十字叉2定位。

本发明是利用电磁力对传动轴轴管1与十字叉2轴颈进行连接的一种焊接方法，其基本原理为：将两个套接的金属工件（传动轴轴管1与十字叉2）放入电磁线圈进行焊接时，电磁线圈与外层工件（传动轴轴管1）均被看成是导体，当给电磁线圈通电时，外层工件表面会产生感应电流，该电流也产生电磁场。根据楞次定律，电磁线圈产生的磁场与感应电流的磁场方向相反，相互排斥。因此，两磁场的相互作用产生强大的排斥力，这个外层工件受到一个向内的径向力作用，朝着轴心线方向在极短时间内被压缩。在高压力波的作用下，迫使外层工件以很高的速度和动能猛烈地撞击内层工件，使内外层工件的金属原子在原子间的距离内相遇并相互挤压，形成原子间的结合，且在结合面形成新的冶金层，当工艺条件满足时，即可实现焊接。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种汽车传动轴轴管与十字叉的焊接方法，其特征在于：包括电磁脉冲焊机装置，电磁脉冲焊机装置包括主机和工作台，所述主机包括主箱体，在主箱体内设有带有滤波装置的交流电源、变压器、高压整流器、电容组、真空开关以及触发装置；所述交流电源经变压器变压后与高压整流器相连，所述高压整流器同时与电容组的各电容相连，电容组的各电容分别与一真空开关相连；所述触发装置包括脉冲发生器，该脉冲发生器的信号输入端与交流电源相连，信号输出端同时与各真空开关相连；所述工作台包括台架和设置在台架上的焊接头，所述焊接头包括导电线圈，所述导电线圈通过同轴线缆与主机中的各真空开关同时相连；焊接步骤如下：

1）先将轴管从导电线圈的一端插入导电线圈内，然后将十字叉的轴颈端从线圈的另一端插入轴管内，并使轴管的轴心线与十字叉轴颈的轴心线重合，且轴管内壁与十字叉轴颈外壁之间具有间隙；

2）开启脉冲发生器，使电容器组中的各电容充电，充电电压达到设定值时，系统控制触发装置打开放电开关，使电容器快速放电；焊接时的脉冲电流至少要达到上千千安，通过导电线圈内的磁力实现轴管与十字叉的焊接。

2.根据权利要求1所述的汽车传动轴轴管与十字叉的焊接方法，其特征在于：在工作台上还设有轴管固定夹具和十字叉固定夹具，所述轴管固定夹具和十字叉固定夹具分别位于导电线圈的两端，在焊接过程中用于将轴管和十字叉定位和固定。