CN108465908B - 一种轻量化铝-钢液力变矩器壳体环焊缝焊接方法 - Google Patents

一种轻量化铝-钢液力变矩器壳体环焊缝焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种轻量化铝‑钢液力变矩器壳体环焊缝焊接方法，对焊接处的钢进行镀锌处理，焊接过程采用一种直径1.2mm的铝硅焊丝(Al‑5Si)，通过CMT(冷金属过渡)熔钎焊技术，实现上述轻量化液力变矩器壳体环焊缝的有效连接。本发明的优势在于，使用CMT(冷金属过渡)熔钎焊方法，在焊接过程中，通过控制起弧参数、收弧参数、非起弧收弧处焊接参数和搭接参数，确保上述轻量化液力变矩器壳体环焊缝成形良好，无虚焊、不润湿和漏气现象。

Description

一种轻量化铝-钢液力变矩器壳体环焊缝焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接领域，尤其涉及一种轻量化铝-钢液力变矩器壳体环焊缝焊接方法。
背景技术
目前，汽车制造轻量化是汽车行业内一项重要的任务，通过降低汽车的重量以达到节能减排的目的。在汽车自动变速系统当中，液力变矩器是核心部件之一，其可以保证汽车的传动平稳起步、变速和变矩，同时还可以吸收传动系统的扭振，降低冲击，提高寿命。传统的液力变矩器壳体材料主要是钢，重量较重，若采用高强铝合金代替钢材，可以大大减轻液力变矩器的重量，从而实现轻量化。因此，在这里铝/钢焊接接头的质量、效率以及其可靠性显得至关重要。
由于铝和钢之间熔点差异大，铝已熔化，钢才开始加热，在焊接热源的作用下，当铝和钢均出现熔化时，因为铝的密度小，导致其浮于上层，此时高温会造成铝合金中的大量合金元素烧损，在熔池凝固过程中会造成气孔等缺陷。并且铝和钢的热膨胀系数、热导率及热容量相差大，接头会产生较大的热应力。同时铁和铝之间在焊接过程中容易产生脆性的金属间化合物，降低接头的力学性能。目前，铝/钢的焊接方法主要包括压力焊、钎焊以及熔钎焊等。CMT(冷金属过渡)熔钎焊技术由于在短路过程中进行焊丝回抽，且精确控制熔滴过渡，具有热输入低、飞溅少、变形小、搭桥能力好和焊接效率高等特点，该方法在铝/钢的焊接上具有一定的优势。同时为提高钎料在钢上的润湿性，可采用焊前对钢表面进行镀锌。
使用CMT(冷金属过渡)熔钎焊铝/钢液力变矩器壳体环焊缝时，起弧处容易虚焊，同时由于锌蒸发损失，收弧电弧进行焊缝搭接时容易产生润湿性差和未焊透等缺陷；同时，非起弧收弧处焊接问题。因此，其焊接不同于传统熔焊时环焊缝焊接，涉及到起弧、收弧、非起弧收弧处工艺以及焊缝搭接工艺等。
因此，需要一种轻量化液力变矩器环焊缝焊接工艺来解决上述轻量化液力变矩器的焊接问题。
发明内容
本发明是一种轻量化铝-钢液力变矩器壳体环焊缝焊接方法，优势在于，使用CMT(冷金属过渡)熔钎焊方法，在焊接过程中，通过控制起弧参数、收弧参数、非起弧收弧处焊接参数和焊缝搭接参数，确保上述轻量化液力变矩器壳体环焊缝成形良好，无虚焊、不润湿和漏气现象。
由于本发明是一种轻量化液力变矩器壳体环焊缝焊接工艺，焊接过程采用一种直径1.2mm的铝基焊丝(Al-5Si)，通过CMT(冷金属过渡)熔钎焊技术，实现上述轻量化液力变矩器壳体环焊缝的有效连接。
本发明采用铝制前壳体和钢制泵轮，其中钢制壳体外部需要镀锌，镀锌层的厚度为55-65g/m2。焊前需对铝制壳体和钢制泵轮进行焊前处理：使用砂纸对铝制壳体需要焊接的部位进行打磨，目的是去除铝板表面的氧化膜；然后用棉花球蘸取丙酮等有机溶剂擦拭经过打磨的铝制壳体和钢制泵轮待焊处，目的是去除表面油污等杂质；最后对经过擦拭的铝制壳体和钢制泵轮进行快速吹干，放于干燥处待焊。
将上述经过焊前处理的铝制壳体和钢制泵轮按照图3形式进行装配组成搭接接头，焊枪往钢侧偏移0.5-1.5mm，焊枪在焊接方向上成60-85°推角，与钢板成62°倾角，焊丝干伸长10mm。然后利用CMT(冷金属过渡)焊机进行焊接，焊接过程中使用流量15-25L/min的纯氩气作为保护气体。开始焊接时，采用合适的起弧工艺进行起弧；进行非起弧收弧段的焊接；环焊缝进行焊缝搭接前，在距离起弧点15-30mm处时开始改变焊接热输入，使搭接焊缝在超过起弧处10-25mm左右；最后以合适的工艺参数熄弧。
本发明的优势在于，使用CMT(冷金属过渡)熔钎焊方法，在焊接过程中，通过控制起弧参数、收弧参数、非起弧收弧处焊接参数和搭接参数，确保上述轻量化液力变矩器壳体环焊缝成形良好，无虚焊、不润湿和漏气现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为铝制前壳体示意图；
图2为钢制泵轮壳体示意图；
图3为液力变矩器壳体环焊缝搭接接头示意图；
图4为轻量化液力变矩器壳体环焊缝焊接过程示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种轻量化铝钢液力变矩器壳体环焊缝焊接方法，包括如下步骤：
提供铝制前壳体1和钢制泵轮壳体2，钢制泵轮壳体2外部有镀锌层，所述钢制泵轮壳体顶部设置有卡槽，且铝制前壳体底部设有卡块；
使用砂纸对铝制前壳体需要焊接的部位3进行打磨，之后并用有机溶剂擦拭以去除板材表面的氧化膜和杂质，进行干燥处理；
将铝制前壳体搭接在钢制泵轮壳体上部，搭接部分宽度为8-10mm，之后进行CMT焊接，焊接的参数如下：
采用铝基焊丝，铝基焊丝直径为1.2mm，焊丝干伸长为10mm，在环焊缝进行焊缝搭接前，在距离起弧点15-30mm时，改变送丝速度或焊接速度以加大热输入，直到焊缝搭接部分10-25mm左右时熄弧；
焊枪向钢侧偏移0.5-1.5mm，在非起弧收弧段的焊接过程中送丝速度为5～7m/min，焊接速度为0.3～0.5m/min，起弧电流为50％I～80％I，停留时间为0.2～1s(其目的是为了提升热输入，不形成虚焊缺陷)；收弧电流为50％I～120％I，停留时间为0.5～2.5s。
其中，焊枪与焊接移动轨迹成60°-85°推角，与钢板成60°-90°倾角。且焊接过程中，采用流量为15-25L/min的纯氩气作为保护气体。
下面结合实施案例对本发明做详细说明。
实施例1：
将上述经过焊前处理的铝制壳体和钢制泵轮按照图3形式进行装配组成搭接接头，焊枪往钢侧偏移1mm，焊枪在焊接方向上成75°推角，在与焊接方向垂直的方向上倾斜62°，焊丝干伸长10mm。
在本实施例中，焊接工艺参数选择为起弧：80％I，停0.2s；非起弧收弧段焊接过程：送丝速度为5m/min，焊接速度为0.3m/min；环焊缝进行焊缝搭接前，在距离起弧点20mm时，将焊接速度降低为0.24m/min直至环焊缝搭接部分约20mm左右时熄弧；熄弧参数为120％I，停1s。在本实施例中，焊缝成形良好，接头搭接完好，无缺陷，无漏气点，焊后轴套跳动1.1mm。
实施例2：
将上述经过焊前处理的铝制壳体和钢制泵轮按照图3形式进行装配组成搭接接头，焊枪往钢侧偏移1mm，焊枪在焊接方向上成75°推角，在与焊接方向垂直的方向上倾斜62°，焊丝干伸长10mm。
在本实施例中，焊接工艺参数选择为起弧：80％I，停0.2s；非起弧收弧段焊接过程：送丝速度为5m/min，焊接速度为0.3m/min。在焊接至距离起弧处20mm时，将送丝速度增加为6m/min直至环焊缝搭接部分约20mm左右时熄弧；熄弧参数为120％I，停0.5s。在本实施例中，焊缝成形良好，接头搭接完好，无缺陷，无漏气点，焊后轴套跳动1.2mm。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种轻量化铝-钢液力变矩器壳体环焊缝焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供铝制前壳体和钢制泵轮壳体，对钢制泵轮壳体外部进行镀锌，所述钢制泵轮壳体顶部设置有卡槽，且铝制前壳体底部设有卡块；
使用砂纸对铝制前壳体和钢制泵轮壳体需要焊接的部位进行打磨，之后并用有机溶剂擦拭以去除板材表面的氧化膜和杂质，进行干燥处理；
将铝制前壳体搭接在钢制泵轮壳体上部，搭接部分宽度为8-10mm，之后进行CMT焊接，焊接的参数如下：
采用铝基焊丝，铝基焊丝直径为1.2mm，焊丝干伸长为10mm，在环焊缝进行焊缝搭接前，在距离起弧点15-30mm时，改变送丝速度或焊接速度以加大热输入，直到焊缝搭接10-25mm左右时熄弧；
焊枪向钢侧偏移0.5-1.5mm，在非起弧收弧段的焊接过程中送丝速度为5～7m/min，焊接速度为0.3～0.5m/min，起弧电流为50％I～80％I，停留时间为0.2～1s，收弧电流为50％I～120％I，停留时间为0.5～2.5s。
2.如权利要求1所述的轻量化铝-钢液力变矩器壳体环焊缝焊接方法，其特征在于，焊枪与焊接移动轨迹成60°-85°推角，且与钢板成60°-90°倾角。
3.如权利要求1所述的轻量化铝-钢液力变矩器壳体环焊缝焊接方法，其特征在于，焊接过程中，采用流量为15-25L/min的纯氩气作为保护气体。
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