CN110666464A - 一种薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺 - Google Patents

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于欣
高雨
魏旭
范洪达
秦鹏
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Abstract

本发明属于铝合金焊接技术领域，涉及一种薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，通过在电机壳体端面螺纹孔的位置加工φ3mm圆孔，使得匙孔的位置和螺纹孔的位置重合，再根据预计的焊接轨迹进行搅拌摩擦焊，将封板焊接在对应的水道上，并将搅拌摩擦焊的匙孔留在圆孔的位置，这样后续通过机加工就不用后续处理匙孔的工艺步骤，减少了补焊匙孔的工序，有效的减少了加工时间，提高了电机壳体的生产节拍。

Description

一种薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺
技术领域
本发明属于铝合金焊接技术领域，涉及一种薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺。
背景技术
搅拌摩擦焊接作为一种新型的焊接技术，近年来发展相当迅速。此项技术属于固相焊接，焊接工具与母材表面的摩擦生热和接合区材料变形产生的热量使接合区局部瞬时达到约为0.8Tm的高温状态，同时经历高应变速率强变形的机械混合，实现焊接。相比于传统熔焊，搅拌摩擦焊接的更多优点包括组织致密、缺陷少、残余应力小、焊件变形小、尺寸稳定性好，而且无需复杂的焊接预处理，加工速度快、效率高，是一种低成本高质量而且节能环保的焊接技术。搅拌摩擦焊接已经广泛应用于汽车、船舶、铁道车辆、火箭、飞机的制造，并体现出优越的性能，证明其作为新型的焊接工艺有非常广阔的应用前景。
轻量化汽车中电机在工作的过程中会产生大量的热量，若不及时对电机进行降温，电机的寿命会大大减少，因而电机壳的水道对于电机来说十分重要。现阶段电机壳体与水道上的封板一般采用搅拌摩擦焊，在采用较为绿色的焊接方式的同时能够保证电机壳体水道的密封性。传统的搅拌摩擦焊焊接壳体后会残留匙孔，需要用MIG或TIG焊对匙孔进行补焊，但由于电机壳体横向厚度较薄，纵向厚度较厚，往往补焊的效果并不是很理想，影响后续的加工。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决现有搅拌摩擦焊焊接壳体后会残留匙孔，需要用MIG或TIG焊对匙孔进行补焊，补焊的效果不好，影响后续加工的问题，提供一种薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，包括如下步骤：
A、将电机壳体与对应水道上的封板进行组对；
B、在电机壳体端面螺纹孔位置加工铣深度为1mm、直径为3mm的圆孔，以便搅拌摩擦焊时确定匙孔的位置，便于后续焊接时螺纹孔与匙孔的位置重合；
C、根据预计的焊接轨迹进行搅拌摩擦焊，将封板焊接在对应的水道上，并将搅拌摩擦焊的匙孔留在圆孔的位置，此时焊缝熔深为3.5mm；
D、将搅拌摩擦焊焊接完成壳体端面的毛刺利用角磨机磨掉，然后将电机壳体端面整体机加工去除1mm，此时焊缝熔深为2.5mm；
E、将电机壳端面匙孔位置进行钻孔，再对匙孔进行攻丝便于后续电机壳装配。
进一步，步骤A中电机壳体的内径为183mm，外径为218mm，水道宽度为9.5mm，水道到电机壳体内侧的距离为4.5mm，水道到电机壳体外侧的距离为3.5mm，水道封板厚度为6mm。
进一步，步骤A中电机壳体端面的水道呈腰型孔状。
进一步，步骤C中封板的焊接沿逆时针方向。
进一步，步骤C中搅拌摩擦焊采用激光跟踪+定点焊接，焊接参数为：搅拌针针长为3.5mm，搅拌针轴肩为7mm，主轴转速为1300～1400R/min，焊接压力为34KN，搅拌头的焊接速度300～400mm/min，搅拌头的倾斜角度为2.5°，侧面倾斜角度为0°，搅拌针运动方向为逆时针方向。
进一步，步骤E钻孔直径为5mm。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所公开的薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，通过在电机壳体端面螺纹孔的位置加工圆孔，使得匙孔的位置和螺纹孔的位置重合，这样后续通过机加工就不用后续处理匙孔的工艺步骤，减少了补焊匙孔的工序，有效的减少了加工时间，提高生产节拍。
2、本发明所公开的薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，焊接过程中完全采用搅拌摩擦焊，完全避免了因熔化焊而产生的焊接缺陷，如气孔、夹渣及未熔合等。同时能够完全避免了熔化焊所带来的的焊接变形。
3、本发明所公开的薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，完全避免了二次焊接封板，封板的性能只受到搅拌摩擦焊的影响，最大限度的限制了封板性能的损失，焊缝强度在较高水平。
4、本发明所公开的薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，搅拌摩擦焊焊接后再对电机壳体端面整体机加铣掉1mm，能够有效保证电机壳的端面的平面度等关键尺寸，得到高品质产品。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明薄壁电机壳体端面的俯视图；
图2为本发明薄壁电机壳体加定位孔后的俯视图；
图3为本发明水道上封板焊接轨迹图。
附图标记：电机壳体1、水道2、螺纹孔3。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1～3所示薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，包括如下步骤：
A、将电机壳体1与对应水道2上的封板进行组对，其中电机壳体1的内径为183mm，外径为218mm，水道2宽度为9.5mm，水道2到电机壳体1内侧的距离为4.5mm，水道2到电机壳体1外侧的距离为3.5mm，水道2封板厚度为6mm，电机壳体1端面的水道2呈腰型孔状；
B、在电机壳体1端面螺纹孔3位置加工铣深度为1mm、直径为3mm的圆孔，以便搅拌摩擦焊时确定匙孔的位置，便于后续焊接时螺纹孔3与匙孔的位置重合；
C、根据预计的焊接轨迹进行搅拌摩擦焊，将封板焊接在对应的水道2上，并将搅拌摩擦焊的匙孔留在圆孔的位置，此时焊缝熔深为3.5mm，封板的焊接沿逆时针方向，搅拌摩擦焊采用激光跟踪+定点焊接，焊接参数为：搅拌针针长为3.5mm，搅拌针轴肩为7mm，主轴转速为1300～1400R/min，焊接压力为34KN，搅拌头的焊接速度300～400mm/min，搅拌头的前倾斜角度为2.5°，侧面倾斜角度为0°，搅拌针运动方向为逆时针方向；
D、将搅拌摩擦焊焊接完成壳体端面的毛刺利用角磨机磨掉，然后将电机壳体1端面整体机加工去除1mm，此时焊缝熔深为2.5mm；
E、将电机壳端面匙孔位置进行钻孔，钻孔直径为5mm，再对匙孔进行攻丝便于后续电机壳装配。
该薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，通过在电机壳体1端面螺纹孔3的位置加工圆孔，使得匙孔的位置和螺纹孔3的位置重合，这样后续通过机加工就不用后续处理匙孔的工艺步骤，减少了补焊匙孔的工序，有效的减少了加工时间，提高生产节拍。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以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，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
A、将电机壳体与对应水道上的封板进行组对；
B、在电机壳体端面螺纹孔位置加工铣深度为1mm、直径为3mm的圆孔，以便搅拌摩擦焊时确定匙孔的位置，便于后续焊接时螺纹孔与匙孔的位置重合；
C、根据预计的焊接轨迹进行搅拌摩擦焊，将封板焊接在对应的水道上，并将搅拌摩擦焊的匙孔留在圆孔的位置，此时焊缝熔深为3.5mm；
D、将搅拌摩擦焊焊接完成壳体端面的毛刺利用角磨机磨掉，然后将电机壳体端面整体机加工去除1mm，此时焊缝熔深为2.5mm；
E、将电机壳端面匙孔位置进行钻孔，再对匙孔进行攻丝便于后续电机壳装配。
2.如权利要求1所述薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，其特征在于，步骤A中电机壳体的内径为183mm，外径为218mm，水道宽度为9.5mm，水道到电机壳体内侧的距离为4.5mm，水道到电机壳体外侧的距离为3.5mm，水道封板厚度为6mm。
3.如权利要求2所述薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，其特征在于，步骤A中电机壳体端面的水道呈腰型孔状。
4.如权利要求3所述薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，其特征在于，步骤C中封板的焊接沿逆时针方向。
5.如权利要求4所述薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，其特征在于，步骤C中搅拌摩擦焊采用激光跟踪+定点焊接，焊接参数为：搅拌针针长为3.5mm，搅拌针轴肩为7mm，主轴转速为1300～1400R/min，焊接压力为34KN，搅拌头的焊接速度300～400mm/min，搅拌头的倾斜角度为2.5°，侧面倾斜角度为0°，搅拌针运动方向为逆时针方向。
6.如权利要求5所述薄壁电机壳的搅拌摩擦焊焊接工艺，其特征在于，步骤E钻孔直径为5mm。
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