CN108356392B - 一种用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺 - Google Patents

一种用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于铝合金焊接技术领域，涉及的汽车动力承载装置由13块位于最外侧的框架、3块平行的上部水冷板和下部水冷板、3块平行的支撑梁、1块底板和14块位于动力承载装置底部的安装支座焊接而成，上部水冷板和下部水冷板对称安装在底板的上侧和下侧，焊接时分为框架焊接、上部水冷板焊接、支撑梁与框架焊接、底板与框架焊接、下部水冷板与底板焊接和安装支座与框架焊接，解决了现有技术中新能源汽车动力承载部件采用钢板结构，自身重量大，不利于汽车节能减排的问题。

Description

一种用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺
技术领域
本发明属于铝合金焊接技术领域，涉及一种用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺。
背景技术
铝是地壳中含量较多的元素之一，其含量达8.8%，居四大金属元素之首，占整个金属元素质量的1/3。由于制铝技术的改进，铝工业以惊人的速度发展。到2004年，世界铝产量达2980万t，其中我国为680万t，居世界第三位，铝合金的品种已超过千种。由于铝材的发展，铝的加工技术也得到突飞猛进的进步。铝合金因其质量轻、比强度高、低温性能好、可塑性好易于加工及耐腐蚀等特点，在航空航天工业、车辆制造、压力容器及交通运输等领域得到了广泛的应用。
随着铝材的不断发展，铝的加工技术也得到突飞猛进的进步。然而，由于铝具有氧化性强、熔点低、导热快、线膨胀系数大、熔化潜热大等多种物理及化学性能特点，因此，选择适合的焊接方法成为关注的重点。焊接是连接金属的重要加工方法。传统汽车动力由汽油或柴油等燃烧提供动力，汽油或柴油由油箱承装，油箱由钢板和钢结构通过焊接而成。新能源汽车动力由电或电和油混合提供动力，动力承载部件也是有钢板和钢结构通过焊接连接。
现有的动力承载部件采用钢板结构，自身重量大，增大了车身的重量，不利于汽车的节能减排，因此，研究一种新材料替代动力承载部件的钢板结构变得尤为重要，并且新能源汽车动力承载部件新材料之间的焊接工艺变的尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决现有技术中新能源汽车动力承载部件采用钢板结构，自身重量大，不利于汽车节能减排的问题，提供一种用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺，汽车动力承载装置由13块位于最外侧的框架、3块平行的上部水冷板和下部水冷板、3块支撑梁、1块底板和14块位于动力承载装置底部的安装支座焊接而成，3块支撑梁包括2块相互平行的支撑梁和与其中一块十字交叉的支撑梁，上部水冷板和下部水冷板对称安装在底板的上侧和下侧，焊接时分六个阶段，具体步骤如下：
A、框架焊接：将13块框架依次夹持在焊接工装上焊接相交位置的焊缝，焊缝接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流为140~160A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
B、上部水冷板焊接：将上部水冷板卡在步骤A焊接后的框架中，焊接接头形式为角接焊缝，上部水冷板与框架之间开Y型坡口，坡口深度为1mm，焊接电流为100~120A，焊接电压为18.1~18.8V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
C、支撑梁与框架焊接：将支撑梁卡在步骤B焊接后的框架中，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流为140~160 A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
D、底板与框架焊接：将底板卡在步骤C焊接后框架的底部，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流140~160A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
E、下部水冷板与底板焊接：将下部水冷板安装在底板的下部，且与上部水冷板通过底板对称安装，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为2mm，焊接电流为120~140A，焊接电压为18.8~19.7V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
F、安装支座与框架焊接：将安装支座安装在整个框架的外边缘，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流为140~160A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min。
进一步，汽车动力承载装置材质为6061-T6铝板，铝板的厚度为2mm、3mm和4mm中的一种。
进一步，焊接设备为Rpanasonic YC-300BP 松下电焊机，保护气体为Ar气，所使用的焊接材料为铝焊丝ER 5356，铝焊丝的直径为2.4mm。
进一步，上部水冷板和下部水冷板制备方式为冲压成型，框架之间是通过拼焊的方式连接。
进一步，步骤B中上部水冷板焊接在框架上后，要打磨至与母材平行。
进一步，步骤D中底板与框架焊接时，先将底板与框架进行点焊固定，防止底板与框架变形。
进一步，步骤E中下部冷板与底板焊接的焊缝要密封。
进一步，步骤F中安装支座与框架的焊缝在焊接前将焊缝区域预热至80~120℃。
本发明的有益效果在于：
1、现有的动力承载部件采用钢板结构，自身重量大，增大了车身的重量，不利于汽车的节能减排，本发明所公开的汽车动力承载装置实现全铝合金材质的焊接，在汽车领域属于领先地位。动力承载装置部件与传统工艺相比较可以减重至少百分之七十甚至更多，且提高了汽车动力承载部件的耐腐蚀性，降低制造成本且实用性强。
2、通过本发明汽车动力承载装置的全铝合金TIG焊焊接工艺焊接的汽车动力承载部件，实现了铝合金焊接连接，利用了铝合金的优良性能，且通过不断调试和改进焊接工艺参数，可以大幅度降低动力承载部件的焊接变形，减少焊缝缺陷，提高生产效率。
3、通过本发明汽车动力承载装置的全铝合金TIG焊焊接工艺焊接的汽车动力承载部件，利用铝合金的优良传热性能为动力源降温，提高汽车的续航能力。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明所焊接汽车动力承载装置的结构示意图；
图2为本发明全铝合金汽车动力承载装置的示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
说明书附图中的附图标记包括：
上部水冷板1、框架2、支撑梁3、安装支座4、底板5。
如图1~2所示全铝合金材质的汽车动力承载装置，汽车动力承载装置材质为6061-T6铝板，铝板的厚度为2mm、3mm和4mm中的一种。焊接设备为Rpanasonic YC-300BP 松下电焊机，保护气体为Ar气，所使用的焊接材料为铝焊丝ER5356，铝焊丝的直径为2.4mm。汽车动力承载装置由13块位于最外侧的框架2、3块平行的上部水冷板1和下部水冷板、3块支撑梁、1块底板5和14块位于动力承载装置底部的安装支座4焊接而成，3块支撑梁包括2块相互平行的支撑梁和与其中一块十字交叉的支撑梁，上部水冷板1和下部水冷板对称安装在底板5的上侧和下侧，上部水冷板1和下部水冷板制备方式为冲压成型，框架2之间是通过拼焊的方式连接。焊接时分六个阶段，具体步骤如下：
A、框架2焊接：将13块框架2依次夹持在焊接工装上焊接相交位置的焊缝，焊缝接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流为140~160A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
B、上部水冷板1焊接：将上部水冷板1卡在步骤A焊接后的框架2中，焊接接头形式为角接焊缝，上部水冷板1与框架2之间开Y型坡口，坡口深度为1mm，焊接电流为100~120A，焊接电压为18.1~18.8V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min，上部水冷板1焊接在框架2上后，要打磨至与母材平行，否则会影响整个动力承载部件的安装；
C、支撑梁3与框架2焊接：将支撑梁3卡在步骤B焊接后的框架2中，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流为140~160 A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
D、底板5与框架2焊接：将底板5卡在步骤C焊接后框架2的底部，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流140~160A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min，底板5与框架2焊接时，先将底板5与框架2进行点焊固定，防止底板5与框架2变形；
E、下部水冷板与底板5焊接：将下部水冷板安装在底板5的下部，且与上部水冷板1通过底板5对称安装，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为2mm，焊接电流为120~140A，焊接电压为18.8~19.7V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min，由于下部水冷板内腔为有压冷却水，此两部件相焊接的焊缝要求密封并有一定承压能力，焊接时需控制工艺参数；
F、安装支座4与框架2焊接：将安装支座4安装在整个框架2的外边缘，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流为140~160A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min，由于安装支座4较厚，安装支座4与框架2的焊缝在焊接前将焊缝区域预热至80~120℃。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺，其特征在于，汽车动力承载装置由13块位于最外侧的框架、3块平行的上部水冷板和下部水冷板、3块支撑梁、1块底板和14块位于动力承载装置底部的安装支座焊接而成，3块支撑梁包括2块相互平行的支撑梁和与其中一块十字交叉的支撑梁，上部水冷板和下部水冷板对称安装在底板的上侧和下侧，焊接时分六个阶段，具体步骤如下：
A、框架焊接：将13块框架依次夹持在焊接工装上焊接相交位置的焊缝，焊缝接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流为140~160A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
B、上部水冷板焊接：将上部水冷板卡在步骤A焊接后的框架中，焊接接头形式为角接焊缝，上部水冷板与框架之间开Y型坡口，坡口深度为1mm，焊接电流为100~120A，焊接电压为18.1~18.8V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
C、支撑梁与框架焊接：将支撑梁卡在步骤B焊接后的框架中，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流为140~160 A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
D、底板与框架焊接：将底板卡在步骤C焊接后框架的底部，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流140~160A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
E、下部水冷板与底板焊接：将下部水冷板安装在底板的下部，且与上部水冷板通过底板对称安装，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为2mm，焊接电流为120~140A，焊接电压为18.8~19.7V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min；
F、安装支座与框架焊接：将安装支座安装在整个框架的外边缘，焊接接头形式为角接焊缝，焊缝焊脚为3mm，焊接电流为140~160A，焊接电压为19.7~22.0V，焊接速度为2~3mm/s，保护气体流量为15~20L/min。
2.如权利要求1所述用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺，其特征在于，汽车动力承载装置材质为6061-T6铝板，铝板的厚度为2mm、3mm和4mm中的一种。
3.如权利要求2所述用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺，其特征在于，焊接设备为Rpanasonic YC-300BP 松下电焊机，保护气体为Ar气，所使用的焊接材料为铝焊丝ER5356，铝焊丝的直径为2.4mm。
4.如权利要求3所述用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺，其特征在于，上部水冷板和下部水冷板制备方式为冲压成型，框架之间是通过拼焊的方式连接。
5.如权利要求4所述用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺，其特征在于，步骤B中上部水冷板焊接在框架上后，要打磨至与母材平行。
6.如权利要求5所述用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺，其特征在于，步骤D中底板与框架焊接时，先将底板与框架进行点焊固定，防止底板与框架变形。
7.如权利要求6所述用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺，其特征在于，步骤E中下部冷板与底板焊接的焊缝要密封。
8.如权利要求7所述用于铝合金新能源汽车动力承载装置的焊接工艺，其特征在于，步骤F中安装支座与框架的焊缝在焊接前将焊缝区域预热至80~120℃。
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