CN108015421A - 一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，包括工件选取、打磨清洗、夹具固定、预焊和终焊；原有CMT焊接生产工艺下效率低下，需要填丝，焊后打磨耗时较长，生产成本较高，采用本发明的生产工艺可以提升箱体的焊接速度，即使对接处存在一定的间隙不用填丝亦可形成无凹陷的焊缝，减少箱体的打磨时间，降低生产成本，满足客户需求。

Description

一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，特别涉及一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，属于铝合金焊接技术领域。
背景技术
铝合金具有质量轻，耐腐蚀等优点，目前已广泛用于电器开关柜开关柜。但是铝合金的焊接性能较差，焊接变形量大，电器开关柜开关柜一般采用CMT焊接。但是CMT焊接速度较慢，且焊缝后期打磨去除余高会耗费大量时间，因此，有必要开发一种新的电器开关柜开关柜的焊接工艺以提高生产效率，节约生产成本。
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。实践证明激光焊接铝合金比CMT焊接更具有优势。但是铝合金箱体属于折弯件，每件都存在一定的差异，加上夹具精度具有一定误差，造成焊接对接面存在一定的间隙。而激光光斑尺寸较小能量密度大，直接在具有间隙的对接面进行大功率焊接，容易造成焊道凹陷，不能满足客户的要求。
发明内容
本发明提出了一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，解决了现有技术中铝合金箱体的焊接对接面存在一定的间隙，而激光光斑尺寸较小能量密度大，直接在具有间隙的对接面进行大功率焊接，容易造成焊道凹陷，不能满足客户的要求的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，包括如下步骤：
1）工件选取：选取厚度为1.5-2.5mm厚的铝合金箱体；
2）打磨清洗：所选铝合金箱体待焊区域打磨、清洗，去除表面氧化层及污染物；
3）夹具固定：将箱体放置于焊接夹具上固定。
4）预焊：采用低功率激光对所需焊接位置进行焊接。
5）终焊：采用高功率激光对所需焊接位置进行焊接，得到最终焊缝。
作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤1）所选铝合金箱体的焊缝接头形式为对接，对接间隙范围为0-0.5mm。
作为本发明的一种优选技术方案，打磨清洗时打磨范围为焊缝周边10-20mm范围内的区域，打磨深度不超过0.25mm，打磨完成后用无水酒精擦拭。
作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤4）进行预焊时，焊接工艺参数为激光功率2.5-3KW、离焦量+5-+7mm、焊接速度60-80mm/s、氩气流量25L/min。
作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤5）进行终焊时，焊接工艺参数为激光功率3.5-4.5KW、离焦量+10-+12mm、焊接速度60-80mm/s、氩气流量25L/min、焦点光斑直径0.5mm。
作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤4）预焊和步骤5）终焊路径完全相同但方向相反。
作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤4）预焊和步骤5）终焊过程均由库卡机器人搭载激光焊接头完成。
作为本发明的一种优选技术方案，上述步骤5）终焊后得到的焊缝熔深不低于母材厚度的60%，且表面不能有凹陷。
作为本发明的一种优选技术方案，所用激光焊接头配置为光线芯径150um、准直镜焦距100mm、聚焦镜焦距500mm。
本发明所达到的有益效果是：原有CMT焊接生产工艺下效率低下，需要填丝，焊后打磨耗时较长，生产成本较高，采用本发明的生产工艺可以提升箱体的焊接速度，即使对接处存在一定的间隙不用填丝亦可形成无凹陷的焊缝，减少箱体的打磨时间，降低生产成本，满足客户需求。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明提供一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，包括如下步骤：
1)工件选取：选取厚度为1.5-2.5mm厚的铝合金箱体；
2)打磨清洗：所选铝合金箱体待焊区域打磨、清洗，去除表面氧化层及污染物；
3)夹具固定：将箱体放置于焊接夹具上固定。
4)预焊：采用低功率激光对所需焊接位置进行焊接。
5)终焊：采用高功率激光对所需焊接位置进行焊接，得到最终焊缝。
上述步骤1）所选铝合金箱体的焊缝接头形式为对接，对接间隙范围为0-0.5mm。
打磨清洗时打磨范围为焊缝周边10-20mm范围内的区域，打磨深度不超过0.25mm，打磨完成后用无水酒精擦拭。
上述步骤4）进行预焊时，焊接工艺参数为激光功率2.5-3KW、离焦量+5-+7mm、焊接速度60-80mm/s、氩气流量25L/min。
上述步骤5）进行终焊时，焊接工艺参数为激光功率3.5-4.5KW、离焦量+10-+12mm、焊接速度60-80mm/s、氩气流量25L/min、焦点光斑直径0.5mm。
上述步骤4）预焊和步骤5）终焊路径完全相同但方向相反。
上述步骤4）预焊和步骤5）终焊过程均由库卡机器人搭载激光焊接头完成。
上述步骤5）终焊后得到的焊缝熔深不低于母材厚度的60%，且表面不能有凹陷。
所用激光焊接头配置为光线芯径150um、准直镜焦距100mm、聚焦镜焦距500mm。
实施例2
一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，包括如下步骤：
1）工件选取：选取厚度为2mm厚的铝合金箱体；
2）打磨清洗：所选铝合金箱体待焊区域打磨、清洗，去除表面氧化层及污染物；
3）夹具固定：将箱体放置于焊接夹具上固定。
4）预焊：采用低功率激光对所需焊接位置进行焊接。
5）终焊：采用高功率激光对所需焊接位置进行焊接。
上述步骤1）所选铝合金箱体的焊缝接头形式为对接，对接间隙为0.3mm。
上述步骤2）打磨清洗时打磨范围为焊缝周边15mm范围内的区域，打磨深度0.15mm，打磨完成后用无水酒精擦拭。
上述步骤4）进行预焊时，焊接工艺参数为激光功率2.5KW、离焦量+6mm、焊接速度70mm/s、氩气流量25L/min。
上述步骤5）进行终焊时，焊接工艺参数为激光功率4KW、离焦量+11mm、焊接速度70mm/s、氩气流量25L/min。
上述步骤4）预焊和步骤5）终焊的路径完全相同且焊接方向相同。
上述步骤4）预焊和步骤5）终焊过程均由库卡机器人搭载激光焊接头完成。
上述步骤5）终焊后得到的焊缝熔深不低于母材厚度的60%，且表面不能有凹陷。
上述步骤4）预焊和步骤5）终焊过程所用激光焊接头配置为光线芯径150um、准直镜焦距100mm、聚焦镜焦距500mm。
与实施例1相比，唯一不同的是预焊和终焊焊接方向相同，其余参数完全相同。
实施例3
一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，包括如下步骤：
1）工件选取：选取厚度为2mm厚的铝合金箱体；
2）打磨清洗：所选铝合金箱体待焊区域打磨、清洗，去除表面氧化层及污染物；
3）夹具固定：将箱体放置于焊接夹具上固定。
4）终焊：采用高功率激光对所需焊接位置进行焊接。
上述步骤1）所选铝合金箱体的焊缝接头形式为对接，对接间隙为0.3mm。
上述步骤2）打磨清洗时打磨范围为焊缝周边15mm范围内的区域，打磨深度0.15mm，打磨完成后用无水酒精擦拭。
上述步骤4）进行终焊时，焊接工艺参数为激光功率4KW、离焦量+11mm、焊接速度70mm/s、氩气流量25L/min。
上述步骤4）终焊过程由库卡机器人搭载激光焊接头完成。
上述步骤5）终焊后得到的焊缝熔深不低于母材厚度的60%，且表面不能有凹陷。
上述步骤4）终焊过程所用激光焊接头配置为光线芯径150um、准直镜焦距100mm、聚焦镜焦距500mm。
与实施例1相比，唯一不同的是预焊和终焊焊接方向相同，其余参数完全相同。
与实施例1相比，唯一不同的是没有预焊步骤，其余参数完全相同。
实施例1的焊道表面成形良好，表面无凹陷，经测试焊缝熔深为1.8mm，满足客户需求；实施例2的焊道左侧向下凹陷，经测试距焊缝左端点4mm处熔深仅为0.7mm，不能满足客户要求；实施例3焊道形貌的出焊道向下凹陷严重，不能满足客户需求。
原有CMT焊接生产工艺下效率低下，需要填丝，焊后打磨耗时较长，生产成本较高，采用本发明的生产工艺可以提升箱体的焊接速度，即使对接处存在一定的间隙不用填丝亦可形成无凹陷的焊缝，减少箱体的打磨时间，降低生产成本，满足客户需求。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)工件选取：选取厚度为1.5-2.5mm厚的铝合金箱体；
2)打磨清洗：所选铝合金箱体待焊区域打磨、清洗，去除表面氧化层及污染物；
3)夹具固定：将箱体放置于焊接夹具上固定。
4)预焊：采用低功率激光对所需焊接位置进行焊接。
5)终焊：采用高功率激光对所需焊接位置进行焊接，得到最终焊缝。
2.根据权利要求1所述的一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，其特征在于，上述步骤1)所选铝合金箱体的焊缝接头形式为对接，对接间隙范围为0-0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，其特征在于，打磨清洗时打磨范围为焊缝周边10-20mm范围内的区域，打磨深度不超过0.25mm，打磨完成后用无水酒精擦拭。
4.根据权利要求1所述的一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，其特征在于，上述步骤4)进行预焊时，焊接工艺参数为激光功率2.5-3KW、离焦量+5-+7mm、焊接速度60-80mm/s、氩气流量25L/min。
5.根据权利要求1所述的一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，其特征在于，上述步骤5)进行终焊时，焊接工艺参数为激光功率3.5-4.5KW、离焦量+10-+12mm、焊接速度60-80mm/s、氩气流量25L/min、焦点光斑直径0.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，其特征在于，上述步骤4)预焊和步骤5)终焊路径完全相同但方向相反。
7.根据权利要求1所述的一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，其特征在于，上述步骤4)预焊和步骤5)终焊过程均由库卡机器人搭载激光焊接头完成。
8.根据权利要求1所述的一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，其特征在于，上述步骤5)终焊后得到的焊缝熔深不低于母材厚度的60％，且表面不能有凹陷。
9.根据权利要求7所述的一种电器开关柜用铝合金箱体的焊接工艺，其特征在于，所用激光焊接头配置为光线芯径150um、准直镜焦距100mm、聚焦镜焦距500mm。
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