CN105033421B - 异种金属电弧胶焊连接系统及方法 - Google Patents
异种金属电弧胶焊连接系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105033421B CN105033421B CN201510126204.4A CN201510126204A CN105033421B CN 105033421 B CN105033421 B CN 105033421B CN 201510126204 A CN201510126204 A CN 201510126204A CN 105033421 B CN105033421 B CN 105033421B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- electric arc
- hole
- glue
- robot
- 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.)
- Active
Links
Abstract
一种金属焊接技术领域的异种金属电弧胶焊连接系统及方法,该系统包括:由涂胶孔定位装置和涂胶装置组成的自动涂胶系统以及由焊接孔定位装置、电弧焊系统以及机器人系统组成的自动电弧焊接系统,其中:涂胶孔定位装置与涂胶装置相连并传输涂胶工艺孔中心位置坐标,机器人系统与电弧焊系统相连并传输电弧焊系统的控制指令实现焊接动作,机器人系统与焊接孔定位装置相连并接收焊接孔位置信息。本发明通过将胶接工艺与电弧点焊复合,有效的抑制了因异种金属化学电位不同及焊接接头周围缝隙引发的电化学腐蚀造成的接头机械性能下降。工艺成本低,效率高,易于在汽车车身制造中推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种金属连接领域的技术,具体是一种用于异种金属之间的电弧胶焊连接系统及方法。
背景技术
由于减轻车身重量可以达到汽车节能减排的目的,铝、镁等密度远小于钢材的轻合金材料被各大汽车生产厂商应用于车身制造当中。然而由于制造工艺的不成熟以及高成本,轻合金在汽车车身中的应用受到限制,因此采用轻合金与先进高强钢的异种材料混合连接结构成为汽车车身的趋势,这就涉及到轻合金与钢材之间的异种金属连接工艺问题。
然而由于异质材料的熔点、热膨胀系数、导电率以及导热率差异巨大,熔焊时易形成硬脆相——金属间化合物,采用传统的电阻点焊工艺连接难以形成性能良好的焊接接头,铝钢电阻点焊方法目前仍然处于试验研究阶段。自冲铆接作为一种机械连接工艺没有热过程,铝钢之间熔点的不同不会造成连接困难,所以自冲铆接工艺广泛应用于铝钢异种金属连接。但是在铆接超高强钢与镁合金、铸铝等低延展性材料时,自冲铆接工艺容易发生铆钉墩粗、接头开裂等缺陷,且铆钉成本高昂,无法大规模应用于汽车车身制造。摩擦搅拌焊可以极大的降低焊接热影响,应用摩擦搅拌焊可以成功连接铝钢,并在接头界面形成不同种类的金属间化合物,但是摩擦搅拌点焊工艺过程中搅拌针会在接头中留下工艺孔,这对接头性能十分不利。此外,在焊接高强度钢时,其低热导率会导致搅拌针过热,磨损加剧。
经过对现有专利技术的检索发现,中国专利文献号CN102500869A公开(公告)日2012.06.20,公开了一种轻金属之间及轻金属与镀层钢板的电弧点焊方法,该方法基于Fronius公司提出的一种名为冷金属过渡(Cold Metal Transfer,简称CMT)的电弧焊接系统,通过优化的电弧焊接工艺过程成功实现了铝板与镀锌钢板之间的熔钎点焊连接。该技术实现了焊点中能量的均匀分布,降低了铝钢界面上形成的脆性金属间化合物的厚度,提高了接头的力学性能和稳定性。但是由于铝钢两种金属的化学电位差异较大,实际应用中异种金属熔钎焊接头容易发生电化学腐蚀;另外电弧点焊接头周围的上下层金属板之间不可避免的存在间隙,狭小缝隙中发生的缝隙腐蚀剧烈地加速了铝钢异种金属电弧点焊接头的腐蚀进程,极大的破坏接头的力学性能。
中国专利文献号CN102059460A公开(公告)日2011.05.18,公开了一种金属间胶接加电弧填丝点焊的连接方法,先将待焊材料的搭接面全部涂上固化结构用胶黏剂,搭接并且开通孔之后进行焊接,其特征在于,待连接材料的所有搭接面之间均匀涂有总厚度为0.02~1mm的胶层,搭接后沿接缝方向在搭接部分每隔15~50mm距离开有孔径为3~10mm的通孔,用电弧焊对开孔处进行双面填丝点焊焊接;在焊接前或焊接后把中间涂有胶层的搭接部分加热至50~500℃,并保温10~180分钟。该技术能有效增加焊点强度,避免了其他胶焊技术所产生的表面塌陷,能提高难焊同种金属以及异种金属焊接结构件的承载载荷、疲劳强度和剪切性能,满足实际工程需要。但该技术的缺点在于:(1)被焊金属整个搭接界面涂胶,焊接过程中孔边缘胶层烧损形成的气体使得焊接过程不稳定,导致接头性能不稳定;(2)对通孔实现双面填丝焊接,工艺复杂,质量难以控制;(3)采用熔焊实现焊接,热输入高,胶层烧损严重,接头变形大。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足,提出一种异种金属电弧胶焊连接系统及方法,通过在相对较低熔点金属侧打工艺孔,实现低熔点金属与较高熔点金属的熔钎焊。通过在工艺孔周围一定距离引入胶层有效的隔绝接头缝隙与周围的腐蚀环境,对接头形成了有效的保护,并通过控制胶层与工艺孔边缘的距离,有效消除了焊接过程中胶层的烧损以及胶层中水汽对接头质量与性能的影响,解决了异种金属焊接接头腐蚀过快的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明涉及一种异种金属电弧胶焊连接系统,包括:由涂胶孔定位装置和涂胶装置组成的自动涂胶系统以及由焊接孔定位装置、电弧焊系统与机器人系统组成的自动电弧焊接系统,其中:涂胶孔定位装置与涂胶装置相连并传输涂胶工艺孔中心位置坐标,机器人系统与电弧焊系统相连并传输焊接控制指令实现焊接动作,机器人系统与焊接孔定位装置相连并接收焊接孔位置信息。
所述的涂胶装置包括:注胶筒、分别设置于注胶筒两端的压边圈和热电偶、设置于注胶筒外部的加热线圈、活动设置于注胶筒内的活塞杆以及分别与加热线圈和热电偶相连的控制模块,其中:注胶筒内设有胶粘剂,热电偶采集注胶筒内腔的实时温度并输出至控制模块,控制模块与加热线圈相连,根据注胶筒内部的实时温度和预设温度的大小控制加热线圈的导通与断开,以加热注胶筒中粘度较大的胶粘剂并使注胶筒内部温度保持恒定。
所述的注胶筒的底端设有若干个沿圆周分布的出胶孔,活塞杆向下运动时,推动注胶筒中的胶粘剂沿出胶孔流出滴落到带孔金属板上的涂胶位置。
所述的电弧焊系统包括:焊枪、送丝机、主机电源和冷却液箱,其中:焊枪分别与送丝机、主机电源以及冷却液箱相连,主机电源在起弧、收弧以及焊接过程中向焊枪发出工艺参数以及控制指令,冷却液箱与主机电源连接并在焊接过程中接收控制指令以冷却焊枪,送丝机中装有焊丝并与主机电源相连,在焊接过程根据控制指令送出焊丝,焊丝经熔化形成熔滴填充带孔金属板的工艺孔并与金属底板形成钎焊层。
所述的电弧焊系统设有与主机电源以及焊枪相连的气瓶,该气瓶由主机电源控制通断,在焊接过程中通过焊枪提供保护气体。
所述的电弧焊系统,其可以具有标准电弧、脉冲电弧,以及冷金属过渡(CMT)电弧三种电弧模式。
所述的机器人系统包括:机器人控制部分以及机器人操作部分,其中:机器人控制部分与电弧焊系统中的主机电源相连并发出焊接过程开始、结束信号,机器人操作部分与电弧焊系统中的焊枪固定连接,在焊接过程由机器人操作部分控制焊枪的运动轨迹。
本发明涉及上述系统的电弧胶焊连接方法,包括以下步骤:
1)预先根据焊点数量需求在相对较低熔点金属板上预制工艺孔;
所述的工艺孔为圆柱形或圆台形结构,孔的直径范围为5~8mm;
2)基于规定的焊接顺序,涂胶孔定位装置移动到带孔金属板的工艺孔上方位置,确定工艺孔孔心坐标,并将坐标数据传递给涂胶装置;
3)注胶筒运动到其轴线与带孔金属板上的孔心对齐,向下移动使压边圈压紧带孔金属板,加热线圈对注胶筒中的胶粘剂始终保持恒温加热,注胶筒中的活塞杆挤压使加热后的胶粘剂沿出胶孔流出滴落在带孔金属板上;
所述的胶粘剂包括环氧树脂、聚丙烯、聚氨酯等单组分及双组分结构胶与聚丙烯、聚氨酯密封胶;
所述的出胶孔与带孔金属板的工艺孔边缘距离为5~20mm;
所述的滴落是指:满足带孔金属板与金属底板之间胶层厚度为0.1~1mm的涂胶量;
4)涂胶孔定位装置移动到下一点,完成步骤2)至步骤3),实现其余点的涂胶过程;
5)将带孔金属板倒置并叠放于金属底板上并由夹具夹紧;
所述的夹紧是指:使带孔金属板和金属底板之间相接触或存在一定的间隙,胶粘剂位于两层金属板之间并且受到一定的挤压铺展;
所述的金属底板为裸板或带有镀层的金属板,其熔点高于带孔金属板;
6)焊接孔定位装置将带孔金属板上孔心的坐标作为焊接孔位置信息发至机器人控制部分,进而驱动机器人操作部分带动电弧焊系统的焊枪运动,送丝机启动送丝,使焊枪中的焊丝与带孔金属板垂直或者具有一定倾角且对准工艺孔;
所述的焊丝为适合异种金属连接匹配的普通焊丝或拥有镀层的焊丝;
所述的对准是指:对准工艺孔的中心或者工艺孔的边缘上的任意一点;
7)机器人控制部分向电弧焊系统的主机电源发出焊接过程开始信号,焊枪在主机电源控制下根据工艺参数指令中的焊接电弧模式、焊接电流、焊接电压以及送丝速度和频率引燃电弧,机器人操作部分带动焊枪根据工艺要求以定点方式或一定焊接速度的轨迹焊接方式进行焊接,熔化的焊丝在填充带孔金属板工艺孔的同时与周围金属实现熔化焊,并与另一侧金属底板实现钎焊,最终形成异种金属熔钎焊接头;
所述的主机电源在收到焊接过程开始信号后启动气瓶,预先向工艺孔位置输出保护气体,并在电弧熄灭后继续通保护气体一定时间防止接头氧化;
8)机器人带动焊枪运动到带孔金属板上下一个预置孔的位置,完成步骤6)至步骤7),实现其余点的熔钎点焊连接。
技术效果
与现有技术相比,本发明通过将新型的自动化孔边涂胶工艺与电弧点焊工艺复合,大大降低了因化学电位不同的异质材料接头周围缝隙引发的接头腐蚀,有效的抑制了因异种金属电化学腐蚀造成的使用过程中接头机械性能下降。打孔、焊丝以及胶粘剂的成本低,工艺过程中涂胶、焊接效率高、适用材料范围广,易于在汽车车身制造中推广应用。
附图说明
图1为本发明涂胶工艺过程示意图。
图2为本发明金属板涂胶示意图。
图3为本发明电弧焊系统示意图。
图4为本发明电弧焊接工艺过程示意图。
图5为图4b局部放大示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1~3所示,本实施例包括:由涂胶孔定位装置1和涂胶装置组成的自动涂胶系统以及由焊接孔定位装置19、电弧焊系统与机器人系统组成的自动电弧焊接系统,其中:涂胶孔定位装置1与涂胶装置相连并传输涂胶工艺孔中心位置坐标,机器人系统与电弧焊系统相连并传输焊接控制指令实现焊接动作,机器人系统与焊接孔定位装置19相连并接收焊接孔位置信息。
所述的涂胶装置包括:注胶筒2、分别设置于注胶筒两端的压边圈7和热电偶4、设置于注胶筒外部的加热线圈3、活动设置于注胶筒内的活塞杆6以及分别与加热线圈3和热电偶4相连的控制模块5,其中:注胶筒内设有胶粘剂8,热电偶4采集注胶筒2内腔的实时温度并输出至控制模块5,控制模块5与加热线圈3相连,根据注胶筒内部的实时温度和预设温度的大小控制加热线圈3的导通与断开,以加热注胶筒2中粘度较大的胶粘剂8并使注胶筒2内部温度保持恒定。
所述的注胶筒2的底端设有若干个沿圆周分布的出胶孔,活塞杆6向下运动时,推动注胶筒2中的胶粘剂8沿出胶孔流出滴落到带孔金属板9上的涂胶位置。
所述的电弧焊系统包括:焊枪11、送丝机12、主机电源13和冷却液箱14,其中:焊枪11分别与送丝机12、主机电源13以及冷却液箱14相连,主机电源13在起弧、收弧以及焊接过程中向焊枪11发出工艺参数以及控制指令,冷却液箱14与主机电源13连接并在焊接过程中接收控制指令以冷却焊枪11,送丝机12中装有焊丝20并与主机电源13相连,在焊接过程根据控制指令送出焊丝20,经熔化形成熔滴填充带孔金属板9的工艺孔并与金属底板10形成钎焊层。
所述的电弧焊系统上设有与主机电源13以及焊枪11相连的气瓶15,该气瓶15由主机电源13控制通断,在焊接过程中通过焊枪11提供保护气体。
所述的电弧焊系统,其可以具有标准电弧、脉冲电弧,以及冷金属过渡(CMT)电弧三种电弧模式。
所述的机器人系统包括:机器人控制部分16以及机器人操作部分17,其中:机器人控制部分16与电弧焊系统中的主机电源13相连并发出焊接过程开始、结束信号,机器人操作部分17与电弧焊系统中的焊枪11固定连接,在焊接过程由机器人操作部分17控制焊枪11的运动轨迹。
带孔金属板9可以为铝合金、镁合金等轻质合金材料,金属底板10母材可以为双相钢、多相钢、相变诱导塑性钢以及马氏体钢等先进高强钢,本实例中带孔金属板9为AA6061‐T6铝合金,金属底板10为热镀锌双相钢板DP590,板件厚度匹配:1mm+1.2mm,铝合金板9用机械打磨方式去除表面的氧化层,用丙酮试剂去除金属板表面的油污,胶粘剂8为环氧树脂单组分结构胶,焊丝20材料为A1Si5,直径为1.2mm。
工艺参数:焊接电流为110A,电压14.3V,送丝速度为5.6m/min,弧长修正为0%,焊丝回抽频率70Hz,采用氩气作为保护气体,其流量为15L/min。
本实施例工艺过程如图1(a)~(g)、图2(a)~(c)及图4(a)~(d)所示:
1)预先在铝合金板9上打出直径为6.5mm的工艺孔;
2)如图1(a)所示,涂胶孔定位装置1移动到铝合金板9的一个工艺孔上方位置,定位工艺孔孔心坐标,将孔心的位置坐标传递给涂胶装置;
3)如图1(b)~(g)所示,注胶筒2运动到其轴线与铝合金板9上的孔心对齐,向下移动使压边圈7压紧铝合金板9,加热线圈3对注胶筒2中的胶粘剂8始终保持恒温加热,加热温度设定为105℃,注胶筒2中的活塞杆6挤压使0.5g的胶粘剂8沿出胶孔流出滴落在铝合金板9上,并且呈与工艺孔边缘距离为15mm的圆周分布;
4)如图2(a)~(c)所示,将已涂有胶粘剂8的带孔铝合金板9倒置、重叠放于镀锌钢板10之上并通过夹紧装置18夹紧,使上下金属板之间的胶粘剂8受到挤压铺展,形成与工艺孔边缘距离为10mm至20mm的胶层圆环,胶层厚度为0.5mm;
5)如图4(a)与(b)所示,焊接孔定位装置19将铝合金板9上孔心的坐标发送给机器人控制部分16,机器人操作部分17带动焊枪11运动并使焊枪11中的焊丝20与金属板9表面垂直且对准带孔铝合金板9的工艺孔中心;
6)如图4(c)与(d)所示,机器人控制部分16向电弧焊主机电源13发出焊接过程开始的控制信号并打开气瓶15预先通保护气体0.5s,焊枪11在电弧焊主机电源13控制下使用CMT电弧模式,按照本工艺要求预先设定好的焊接电流、焊接电压以及送丝速度和频率引燃电弧,焊枪11定点在孔中心进行焊接,熔化的焊丝20在填充工艺孔的同时与上层熔融的铝合金板9熔合实现熔化焊,并与下层的镀锌钢板10实现钎焊,最终形成铝合金9与镀锌钢板钢10的熔钎焊接头,焊接时间为0.8s,电弧熄灭后继续通保护气体0.8s防止接头氧化;
在该焊接参数条件下焊接,获得了良好的焊接接头。接头形貌平整对称,无飞溅,气孔、裂纹等焊接缺陷少,且胶层无烧损。该工艺方法可达到较高的强度。同时镀锌钢板10背面的镀锌层无烧损,保持了钢板本身的防腐蚀性能。将熔钎焊接头根据环氧树脂胶粘剂8的属性加热至180℃并且保持30min,使铝合金板9与镀锌钢板10之间的胶层固化之后,对接头进行为期三周的盐雾循环腐蚀测试,接头周围无明显腐蚀迹象,同时接头力学性能无明显下降。
实施例2
本实施例的带孔金属板9为铝合金6022‐T4,下层镀锌钢板10为电镀锌双相高强钢DP780,板件厚度匹配:1mm+2mm,铝合金板9用机械打磨方式去除表面的氧化层,镀锌钢板10用丙酮试剂去除金属板表面的油污,胶粘剂8为环氧树脂双组分结构胶,焊丝20材料为A1Si3Mn,直径为1.2mm。
工艺参数:焊接电流为116A,电压14V,送丝速度为5.4m/min,焊枪运动速度为32.6mm/s,弧长修正为0%,焊丝回抽频率70Hz,采用氩气作为保护气体,其流量为20L/min。
本实施例工艺过程如图1(a)~(g)、图2(a)~(c)及图4(a)~(d)所示:
1)预先在铝合金板9上打出若干中心距为50mm、直径为7mm的工艺孔;
2)如图1(a)所示,涂胶孔定位装置1移动到铝合金板9的一个工艺孔上方位置,定位工艺孔孔心坐标,将孔心的位置坐标传递给涂胶装置;
3)如图1(b)~(g)所示,注胶筒2运动到其轴线与铝合金板9上的孔心对齐,向下移动使压边圈7压紧铝合金板9,加热线圈3对注胶筒2中的胶粘剂8始终保持恒温加热,加热温度设定为110℃,注胶筒2挤压使0.4g的胶粘剂8沿出胶孔流出滴落在铝合金板9上,并且分布在与工艺孔边缘距离为18mm的圆环内;
4)涂胶孔定位装置1移动到下一个工艺孔的位置,完成步骤2)至步骤3),如图1(a)~(g)实现其余点的涂胶过程;
5)如图2(a)~(c)所示,将已涂有胶粘剂8的带孔铝合金板9倒置、重叠放于镀锌钢板10之上并通过夹紧装置18夹紧,使上下金属板之间胶粘剂8受到挤压铺展,形成与工艺孔边缘距离为12mm至24mm的胶层圆环,胶层厚度为0.7mm;
6)如图4(a)与(b)所示,焊接孔定位装置19将铝合金板9上孔心的坐标发送给机器人操作部分17,带动焊枪11运动并使焊枪11中的焊丝20与金属板面垂直且对准带孔铝合金板9的工艺孔的边缘一点;
7)如图4(c)与(d)所示,机器人控制部分16向电弧焊主机电源13发出焊接过程开始的控制信号并打开气瓶15预先通保护气体0.6s,焊枪11在电弧焊主机电源13控制下使用CMT电弧模式,按照设定好的焊接电流、焊接电压、送丝速度、焊接速度和频率引燃电弧,焊枪11围绕孔的边缘进行绕圈焊接,熔化的焊丝20在填充工艺孔的同时与上层熔融的铝合金板9熔合实现熔化焊,并与下层的镀锌钢板10实现钎焊,最终焊枪11在孔的中心位置熄弧,形成铝合金9与镀锌钢板钢10的熔钎焊接头,电弧熄灭后继续通保护气体0.9s防止接头氧化;
8)机器人操作部分17带动焊枪11运动到铝合金板9上下一个预置孔的位置,完成步骤6)至步骤7),实现其余点的熔钎点焊连接。
本实施例的其它实施方式与实施例1相同。
在该工艺参数条件下,多点连续点焊接头形貌平整美观,工艺稳定性好,无飞溅等焊接缺陷,胶层保存完好。胶层固化后,对接头进行为期50天的盐雾循环腐蚀测试,接头周围无明显腐蚀迹象,同时接头力学性能无明显下降。
Claims (14)
1.一种异种金属电弧胶焊连接系统,其特征在于,包括:由涂胶孔定位装置和涂胶装置组成的自动涂胶系统以及由焊接孔定位装置、电弧焊系统与机器人系统组成的自动电弧焊接系统,其中:涂胶孔定位装置与涂胶装置相连并传输涂胶工艺孔中心位置坐标,机器人系统与电弧焊系统相连并传输焊接控制指令实现焊接动作,机器人系统与焊接孔定位装置相连并接收焊接孔位置信息;
所述的涂胶装置包括:注胶筒、分别设置于注胶筒两端的压边圈和热电偶、设置于注胶筒外部的加热线圈、活动设置于注胶筒内的活塞杆以及分别与加热线圈和热电偶相连的控制模块,其中:注胶筒内设有胶粘剂,热电偶采集注胶筒内腔的实时温度并输出至控制模块,控制模块与加热线圈相连,根据注胶筒内部的实时温度和预设温度的大小控制加热线圈的导通与断开,以加热注胶筒中粘度较大的胶粘剂并使注胶筒内部温度保持恒定;
所述的注胶筒的底端设有若干个沿圆周分布的出胶孔,活塞杆向下运动时,推动注胶筒中的胶粘剂沿出胶孔流出滴落到带孔金属板上的涂胶位置。
2.根据权利要求1所述的电弧胶焊连接系统,其特征是,所述的电弧焊系统包括:焊枪、送丝机、主机电源和冷却液箱,其中:焊枪分别与送丝机、主机电源以及冷却液箱相连,主机电源在起弧、收弧以及焊接过程中向焊枪发出工艺参数以及控制指令,冷却液箱与主机电源连接并在焊接过程中接收控制指令以冷却焊枪,送丝机中装有焊丝并与主机电源相连,在焊接过程根据控制指令送出焊丝,焊丝经熔化形成熔滴填充带孔金属板的工艺孔并与金属底板形成钎焊层。
3.根据权利要求2所述的电弧胶焊连接系统,其特征是,所述的电弧焊系统设有与主机电源以及焊枪相连的气瓶,该气瓶由主机电源控制通断,在焊接过程中通过焊枪提供保护气体。
4.根据权利要求2所述的电弧胶焊连接系统,其特征是,所述的电弧焊系统具有标准电弧、脉冲电弧,以及CMT电弧三种电弧模式。
5.根据权利要求1所述的电弧胶焊连接系统,其特征是,所述的机器人系统包括:机器人控制部分以及机器人操作部分,其中:机器人控制部分与电弧焊系统中的主机电源相连并发出焊接过程开始、结束信号,机器人操作部分与电弧焊系统中的焊枪固定连接,在焊接过程由机器人操作部分控制焊枪的运动轨迹。
6.一种异种金属电弧胶焊连接系统的电弧胶焊连接方法,其特征在于,所述系统包括:由涂胶孔定位装置和涂胶装置组成的自动涂胶系统以及由焊接孔定位装置、电弧焊系统与机器人系统组成的自动电弧焊接系统,其中:涂胶孔定位装置与涂胶装置相连并传输涂胶工艺孔中心位置坐标,机器人系统与电弧焊系统相连并传输焊接控制指令实现焊接动作,机器人系统与焊接孔定位装置相连并接收焊接孔位置信息;
所述的涂胶装置包括:注胶筒、分别设置于注胶筒两端的压边圈和热电偶、设置于注胶筒外部的加热线圈、活动设置于注胶筒内的活塞杆以及分别与加热线圈和热电偶相连的控制模块,其中:注胶筒内设有胶粘剂,热电偶采集注胶筒内腔的实时温度并输出至控制模块,控制模块与加热线圈相连,根据注胶筒内部的实时温度和预设温度的大小控制加热线圈的导通与断开,以加热注胶筒中粘度较大的胶粘剂并使注胶筒内部温度保持恒定;
所述的注胶筒的底端设有若干个沿圆周分布的出胶孔,活塞杆向下运动时,推动注胶筒中的胶粘剂沿出胶孔流出滴落到带孔金属板上的涂胶位置;
所述的电弧焊系统包括:焊枪、送丝机、主机电源和冷却液箱,其中:焊枪分别与送丝机、主机电源以及冷却液箱相连,主机电源在起弧、收弧以及焊接过程中向焊枪发出工艺参数以及控制指令,冷却液箱与主机电源连接并在焊接过程中接收控制指令以冷却焊枪,送丝机中装有焊丝并与主机电源相连,在焊接过程根据控制指令送出焊丝,焊丝经熔化形成熔滴填充带孔金属板的工艺孔并与金属底板形成钎焊层;
所述的电弧焊系统设有与主机电源以及焊枪相连的气瓶,该气瓶由主机电源控制通断,在焊接过程中通过焊枪提供保护气体;
所述的电弧焊系统具有标准电弧、脉冲电弧,以及CMT电弧三种电弧模式;
所述的机器人系统包括:机器人控制部分以及机器人操作部分,其中:机器人控制部分与电弧焊系统中的主机电源相连并发出焊接过程开始、结束信号,机器人操作部分与电弧焊系统中的焊枪固定连接,在焊接过程由机器人操作部分控制焊枪的运动轨迹;
所述方法包括以下步骤:
1)预先根据焊点数量需求在相对较低熔点金属板上预制工艺孔;
2)基于规定的焊接顺序,涂胶孔定位装置移动到带孔金属板的工艺孔上方位置,确定工艺孔孔心坐标,并将坐标数据传递给涂胶装置;
3)注胶筒运动到其轴线与带孔金属板上的孔心对齐,向下移动使压边圈压紧带孔金属板,加热线圈对注胶筒中的胶粘剂始终保持恒温加热,注胶筒中的活塞杆挤压使加热后的胶粘剂沿出胶孔流出滴落在带孔金属板上;
4)涂胶孔定位装置移动到下一点,完成步骤2)至步骤3),实现其余点的涂胶过程;
5)将带孔金属板倒置并叠放于金属底板上并由夹具夹紧;
6)焊接孔定位装置将带孔金属板上孔心的坐标作为焊接孔位置信息发至机器人控制部分,进而驱动机器人操作部分带动电弧焊系统的焊枪运动,送丝机启动送丝,使焊枪中的焊丝与带孔金属板垂直或者具有一定倾角且对准工艺孔;
7)机器人控制部分向电弧焊系统的主机电源发出焊接过程开始信号,焊枪在主机电源控制下根据工艺参数指令中的焊接电弧模式、焊接电流、焊接电压以及送丝速度和频率引燃电弧,机器人操作部分带动焊枪根据工艺要求以定点方式或一定焊接速度的轨迹焊接方式进行焊接,熔化的焊丝在填充带孔金属板工艺孔的同时与周围金属实现熔化焊,并与另一侧金属底板实现钎焊,最终形成异种金属熔钎焊接头;
8)机器人带动焊枪运动到带孔金属板上下一个预置孔的位置,完成步骤6)至步骤7),实现其余点的熔钎点焊连接。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征是,所述的工艺孔预制于带孔金属板上,该工艺孔为圆柱形或圆台形结构,孔的直径范围为5~8mm。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征是,所述的出胶孔与带孔金属板的工艺孔边缘距离为5~20mm。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征是,所述的滴落是指:满足带孔金属板与金属底板之间胶层厚度为0.1~1mm的涂胶量。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征是,所述的夹紧是指:使带孔金属板和金属底板之间相接触或存在一定的间隙,胶粘剂位于两层金属板之间并且受到一定的挤压铺展。
11.根据权利要求6所述的方法,其特征是,所述的金属底板为裸板或带有镀层的金属板,其熔点高于带孔金属板。
12.根据权利要求6所述的方法,其特征是,所述的焊丝为适合异种金属连接匹配的普通焊丝或拥有镀层的焊丝。
13.根据权利要求6所述的方法,其特征是,所述的对准是指:对准工艺孔的中心或者工艺孔的边缘上的任意一点。
14.根据权利要求6所述的方法,其特征是,所述的主机电源在收到焊接过程开始信号后启动气瓶,预先向工艺孔位置输出保护气体,并在电弧熄灭后继续通保护气体一定时间防止接头氧化。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510126204.4A CN105033421B (zh) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 异种金属电弧胶焊连接系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510126204.4A CN105033421B (zh) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 异种金属电弧胶焊连接系统及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105033421A CN105033421A (zh) | 2015-11-11 |
CN105033421B true CN105033421B (zh) | 2017-10-03 |
Family
ID=54440703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510126204.4A Active CN105033421B (zh) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 异种金属电弧胶焊连接系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105033421B (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108747064A (zh) * | 2017-04-18 | 2018-11-06 | 上海交通大学 | 电阻凸焊复合连接方法及其系统 |
JP6740287B2 (ja) * | 2018-07-05 | 2020-08-12 | ファナック株式会社 | 異種金属接合用ツール |
CN114222639B (zh) * | 2019-09-05 | 2023-07-14 | 松下知识产权经营株式会社 | 接合结构 |
CN111390387A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-10 | 马鞍山思卡瑞自动化科技有限公司 | 一种焊接机器人激光胶接点焊机械臂及方法 |
CN111958162A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-20 | 中汽美途汽车技术服务(江苏)有限公司 | 一种汽车机盖伸缩杆底座焊接定位工装 |
CN112338305A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-02-09 | 深圳市首骋新材料科技有限公司 | 表面垂直拉力测试焊接工艺 |
CN112658681B (zh) * | 2020-12-15 | 2022-11-08 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 不锈钢车体骨架与配重体焊接与胶接混合连接法 |
CN113146039B (zh) * | 2021-04-28 | 2022-10-28 | 南昌大学 | 镁合金钢激光焊接的中间层复合粉末的制备及其焊接方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1370630A (zh) * | 2001-02-16 | 2002-09-25 | 松下电器产业株式会社 | 粘性材料涂敷装置以及粘性材料涂敷方法 |
CN1663729A (zh) * | 2004-12-14 | 2005-09-07 | 大连理工大学 | 一种胶焊连接方法 |
CN102059460A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-05-18 | 大连理工大学 | 一种金属间胶接加电弧填丝点焊的连接方法 |
CN102179618A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-09-14 | 大连交通大学 | 胶焊复合连接方法 |
EP2492043A1 (de) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | KUKA Systems GmbH | Fügeeinrichtung |
-
2015
- 2015-03-23 CN CN201510126204.4A patent/CN105033421B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1370630A (zh) * | 2001-02-16 | 2002-09-25 | 松下电器产业株式会社 | 粘性材料涂敷装置以及粘性材料涂敷方法 |
CN1663729A (zh) * | 2004-12-14 | 2005-09-07 | 大连理工大学 | 一种胶焊连接方法 |
CN102059460A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-05-18 | 大连理工大学 | 一种金属间胶接加电弧填丝点焊的连接方法 |
EP2492043A1 (de) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | KUKA Systems GmbH | Fügeeinrichtung |
CN102179618A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-09-14 | 大连交通大学 | 胶焊复合连接方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105033421A (zh) | 2015-11-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105033421B (zh) | 异种金属电弧胶焊连接系统及方法 | |
CN102049591B (zh) | 轻金属与镀层钢板的异种金属点焊系统及其焊接方法 | |
CN108838494B (zh) | 用于接合同种和异种材料的电阻焊接紧固件、设备和方法 | |
US20190105728A1 (en) | Aluminum alloy to steel welding process | |
CN102500869B (zh) | 一种金属材料电弧点焊方法 | |
CN107999916B (zh) | 一种异种材料的双光束激光-tig复合填丝熔钎焊方法 | |
CN102528243A (zh) | 钛-铝异种合金tig电弧预热的电弧熔钎焊焊接方法 | |
CN101468419B (zh) | 感应与电弧复合热源螺柱焊接方法 | |
JP2017510464A (ja) | 抵抗溶接ファスナ、装置及び方法 | |
CN106001886A (zh) | 利于不同金属点焊的锥形电流 | |
CN101143402A (zh) | 用于胶粘接头修补的螺柱塞焊复合连接方法 | |
CN111673281B (zh) | 一种利用三束激光进行铝/钢异种金属焊接的焊接方法 | |
CN102896398A (zh) | 基于cmt的铝合金电弧点焊方法及焊接系统 | |
CN104801848B (zh) | 一种调控钛/铝异种金属搅拌摩擦焊接头中脆性相的方法 | |
CN103753029B (zh) | 一种摩擦清理均化下的电弧金属螺柱焊接方法及装置 | |
CN101468420B (zh) | 空心螺柱或螺母复合旋转弧热源焊接方法 | |
CN107414283A (zh) | 一种用于异种金属材料对接的自动送丝的搅拌摩擦焊方法 | |
CN108188563A (zh) | 一种搅拌摩擦焊接设备的使用方法 | |
CN102133673B (zh) | 炮弹铜合金导带tig自动堆焊方法 | |
CN107309564A (zh) | 一种用于钢‑铝异种金属热致搅拌摩擦点钎焊方法 | |
CN113333956A (zh) | 一种铝钢异种金属电阻点焊-激光复合点焊的方法 | |
CN107971624A (zh) | 一种钢板和铝板的t型连接方法 | |
CN202846020U (zh) | 一种电阻热辅助的回填式摩擦电焊的装置 | |
CN208772728U (zh) | 激光氩弧复合焊接机 | |
CN112475808B (zh) | 一种适用于铝合金/钢复合结构件工业生产的工艺及应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |