CN110814506A

CN110814506A - 一种自动化高强度大型铝合金焊接方法

Info

Publication number: CN110814506A
Application number: CN201810927259.9A
Authority: CN
Inventors: 丁正大
Original assignee: Jiangsu Hai Zhuan Metal Forming Science And Technology Ltd
Current assignee: Jiangsu Hai Zhuan Metal Forming Science And Technology Ltd
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2020-02-21

Abstract

本发明涉及铝合金焊接技术领域，尤其涉及一种自动化高强度大型铝合金焊接方法。本发明采用的技术方案是：包括将大型铝合金零件放置在焊接工作台上的步骤；将两组所述大型铝合金零件拼接在一起进行紧固的步骤；将搅拌摩擦焊与自动化移动控制设备装配在一起的步骤；将搅拌摩擦焊上的加热装置对焊接位置进行加热，并且在加热过程中采用固定加热量的方式进行加热的步骤。本发明的优点是：能够实现对大型铝合金零件的焊接，能够使焊接位置的焊缝处的结构强度更好，在使用过程中的牢固性更高，在运输过程中也更稳定，焊接过程中的噪音更小，对环境的整体影响也比较小，整体的焊接效率更高。

Description

一种自动化高强度大型铝合金焊接方法

技术领域

本发明涉及铝合金焊接技术领域，尤其涉及一种自动化高强度大型铝合金焊接方法。

背景技术

随着工业技术的不断发展，铝合金产品的应用范围也越来越广泛，由于它具有质量轻，散热性好等特点，使得工业上一些设备逐渐替代了传统的铁制品和不锈钢制品，例如目前交通方面的地铁、高铁以及大型船舶等，对于铝合金制品的应用越来越多。在使用时一般需要尺寸较大的铝合金零件，如果采用一体成型的结构设计，会使产品的生产成本成倍的增加，如果采用小尺寸的零件组合拼接的方式进行使用，则会使连接时的稳定性无法得到保障，并且在装配时的难度增加，装配成本也比较高，因此常用的作用是通过将一定形状的铝合金制品通过焊接的方式进行生产，这样既可以得到大尺寸的铝合金零件，同时也能够确保在生产过程中的成本比较低。由于铝合金材质本身的特性使得它在焊接时的难度比较大，比一般的铁制品焊接难度大，焊接效率更低。在般在对小尺寸的铝合金制品进行焊接时通过将焊接位置处进行高温加热，使焊接位置片的零件融化，然后通过焊丝的融化来使它们焊接在一起，这种方式使焊接出来的焊缝平整性比较差，在后期接缝位置的处理时比较麻烦，也会增加焊接成本，并且在焊接时由于融化后增加原料使得融化位置处的结构强度会变脆，在加热融化的过程中由于热量比较大会使得焊接周围片产生较大的结构形变。传统的方式必需依靠焊丝进行加料焊接，对焊接材料的消耗也比较大，对环境也会造成一定的污染，在进行焊接过程中也存在较大的生产噪音。采用传统的焊接方式也无法实现对大型铝合金零件的焊接，只能适用于小尺寸的零件焊接。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化高强度大型铝合金焊接方法，它采用全新的生产工艺，能够实现对大型铝合金零件的焊接，能够使焊接位置的焊缝处的结构强度更好，在使用过程中的牢固性更高，在运输过程中也更稳定，不易产生形变，它在进行加热焊接时采用固定的输入量的方式进行加热处理，使焊接过程中焊接零件由此产生的热变形比较小，不会影响零件原有的平整性，本方法在焊接大型铝合金零件时不需要加入焊丝即可实现对零件的焊接，大大降低了在焊接过程中能量的消耗，有效节省了原料成本，采用本方法在进行焊接时通过自动化的移动方式进行移动控制，并且配合导轨进行移动，使整体焊接过程中的噪音更小，对环境的整体影响也比较小，整体的焊接效率更高，也有效提高了大型铝合金零件的整体强度，使它在使用时的结构稳定性更可靠，使用寿命也更长。

本发明的技术方案如下：

一种自动化高强度大型铝合金焊接方法，其特征在于：包括1)、将大型铝合金零件放置在焊接工作台上的步骤；2)、将两组所述大型铝合金零件拼接在一起进行紧固的步骤；3)、将搅拌摩擦焊与自动化移动控制设备装配在一起的步骤；4)、将搅拌摩擦焊上的加热装置对焊接位置进行加热，并且在加热过程中采用固定加热量的方式进行加热的步骤；5)、大型铝合金零件焊接位置片经过加热后成半流动状态时将搅拌摩擦焊的搅拌头通过对焊接位置施加向下的压力并且高速旋转的步骤；6)、将两个大型铝合金零件焊接位置处的铝合金材料进行搅拌融合，使两个零件焊接位置处的材料相互交叉混合在一起的步骤；7)、通过自动化移动控制设备对搅拌摩擦焊进行一边移动一边焊接的步骤；8)、经过焊接的焊缝处进行平整度校准及去毛刺的步骤；9)、然后对焊接后的焊接位置进行快速冷却处理的步骤。

进一步的，所述自动化移动控制设备装配的下端设有稳定移动滚轮结构，所述稳定移动滚轮结构与移动导轨结构装配在一起，所述移动导轨结构位于所述大型铝合金零件焊接位置的正上方。

进一步的，所述搅拌摩擦焊的搅拌头通过对焊接位置施加向下压力时通过控制与焊接位置的压入量来实现压力的控制。

进一步的，所述搅拌摩擦焊的搅拌头通过对焊接位置施加向下压入量的范围为5丝至15丝。

进一步的，所述搅拌摩擦焊的搅拌头的下端外边缘位置设有2-3度的倾斜角。

进一步的，所述搅拌摩擦焊的搅拌头的下端外侧设有螺旋型螺纹结构，所述搅拌摩擦焊的搅拌头的下端面上设有均匀分布的摩擦凸台结构。

本发明的有益效果：

本发明采用全新的生产工艺，能够实现对大型铝合金零件的焊接，能够使焊接位置的焊缝处的结构强度更好，在使用过程中的牢固性更高，在运输过程中也更稳定，不易产生形变，它在进行加热焊接时采用固定的输入量的方式进行加热处理，使焊接过程中焊接零件由此产生的热变形比较小，不会影响零件的平整性。

具体实施方式

一种自动化高强度大型铝合金焊接方法，它采用全新的生产工艺，能够实现对大型铝合金零件的焊接，能够使焊接位置的焊缝处的结构强度更好，在使用过程中的牢固性更高，在运输过程中也更稳定，不易产生形变，它在进行加热焊接时采用固定的输入量的方式进行加热处理，使焊接过程中焊接零件由此产生的热变形比较小，不会影响零件原有的平整性，本方法在焊接大型铝合金零件时不需要加入焊丝即可实现对零件的焊接，大大降低了在焊接过程中能量的消耗，有效节省了原料成本，采用本方法在进行焊接时通过自动化的移动方式进行移动控制，并且配合导轨进行移动，使整体焊接过程中的噪音更小，对环境的整体影响也比较小，整体的焊接效率更高，也有效提高了大型铝合金零件的整体强度，使它在使用时的结构稳定性更可靠，使用寿命也更长。本发明包括1)、将大型铝合金零件放置在焊接工作台上的步骤，能够为后续在进行焊接时提供稳定的放置空间，确保焊接时零件的放置牢固性更好，在焊接时的焊接效果更有保障。2)、将两组所述大型铝合金零件拼接在一起进行紧固的步骤；在焊接前先将两个待焊接的大型铝合金零件的焊接位置放置在一起，然后可以通过紧固装配对它们进行固定，确保在焊接过程中零件的相对位置处于固定的状态，防止焊接时由于零件的偏移造成焊接的不良，此步骤也能够有效提高焊接过程中的焊接效率。3)、将搅拌摩擦焊与自动化移动控制设备装配在一起的步骤；在进行焊接过程中能够使焊接设备与自动化移动控制设备一起进行移动，从而能够更好更高效的进行焊接，在进行移动时的控制也更方便，控制精度更高，使焊接时的稳定性更好。4)、将搅拌摩擦焊上的加热装置对焊接位置进行加热，并且在加热过程中采用固定加热量的方式进行加热的步骤；使加热过程中的热量输入更稳定，使由于加热造成的零件变形量更小，能够保障焊接后的零件平整度更好，也能够减少能量的消耗，减少资源的浪费。5)、大型铝合金零件焊接位置片经过加热后成半流动状态时将搅拌摩擦焊的搅拌头通过对焊接位置施加向下的压力并且高速旋转的步骤，在此状态下再施加向下的压力能够使焊接过程中两零件之间的融合效果更好，使焊接位置的结构强度更有保障。6)、将两个大型铝合金零件焊接位置处的铝合金材料进行搅拌融合，使两个零件焊接位置处的材料相互交叉混合在一起的步骤，在进行融合搅拌时通过高速旋转的连接头能够带动处于半流动状态的材料进行快速均匀的交叉混合，使焊接位置的材料融合更加均匀，整体的焊接效果更好。7)、通过自动化移动控制设备对搅拌摩擦焊进行一边移动一边焊接的步骤，能够有效提高整个焊接过程中的焊接效率，降低整体的焊接成本，对整体焊接位置的结构强度也更有保障，使零件在使用过程中的结构强度更好，整体稳定性更好。8)、经过焊接的焊缝处进行平整度校准及去毛刺的步骤；9)、然后对焊接后的焊接位置进行快速冷却处理的步骤，使焊接过程中能够一次成型，不需要再进行单独的后期处理，能够有效减少焊接时的成本，提高零件的加工效率。

作为优选，所述自动化移动控制设备装配的下端设有稳定移动滚轮结构，使焊接设备在进行焊接时能够通过稳定的移动方式进行移动，使移动过程中的焊接效果更好。所述稳定移动滚轮结构与移动导轨结构装配在一起，所述移动导轨结构位于所述大型铝合金零件焊接位置的正上方，使焊接位置的焊接精度更好，通过导轨结构的设备能够防止焊接时位置出现偏差的情况，也能够进一步提高焊接的质量。

作为优选，所述搅拌摩擦焊的搅拌头通过对焊接位置施加向下压力时通过控制与焊接位置的压入量来实现压力的控制，这样能够使施加的压力更容易控制，压力准确性也更好，能够保障在进行焊接过程中零件之间的材料融合的紧密性更好，使焊接位置的整体强度更可靠。

作为优选，所述搅拌摩擦焊的搅拌头通过对焊接位置施加向下压入量的范围为5丝至15丝，在这个范围内焊接出来的焊接强度最好，在使用过程中的结构牢固性最高。

作为优选，所述搅拌摩擦焊的搅拌头的下端外边缘位置设有2-3度的倾斜角，使搅拌头在进行搅拌时的效率更高，能够与焊接位置更快速的搅拌，也能够进一步的提高搅拌时的均匀性。

作为优选，所述搅拌摩擦焊的搅拌头的下端外侧设有螺旋型螺纹结构，能够使材料在混合搅拌的过程中焊接位置的上下位置处的材料交叉更均匀，整体焊接的稳定性更好。所述搅拌摩擦焊的搅拌头的下端面上设有均匀分布的摩擦凸台结构，使焊接过程中下端位置进行摩擦搅拌的稳定性更好，使搅拌头的使用寿命也更长。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进或替换，这些改进或替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种自动化高强度大型铝合金焊接方法，其特征在于：包括1)、将大型铝合金零件放置在焊接工作台上的步骤；2)、将两组所述大型铝合金零件拼接在一起进行紧固的步骤；3)、将搅拌摩擦焊与自动化移动控制设备装配在一起的步骤；4)、将搅拌摩擦焊上的加热装置对焊接位置进行加热，并且在加热过程中采用固定加热量的方式进行加热的步骤；5)、大型铝合金零件焊接位置片经过加热后成半流动状态时将搅拌摩擦焊的搅拌头通过对焊接位置施加向下的压力并且高速旋转的步骤；6)、将两个大型铝合金零件焊接位置处的铝合金材料进行搅拌融合，使两个零件焊接位置处的材料相互交叉混合在一起的步骤；7)、通过自动化移动控制设备对搅拌摩擦焊进行一边移动一边焊接的步骤；8)、经过焊接的焊缝处进行平整度校准及去毛刺的步骤；9)、然后对焊接后的焊接位置进行快速冷却处理的步骤。

2.根据权利要求1所述的一种自动化高强度大型铝合金焊接方法，其特征在于：所述自动化移动控制设备装配的下端设有稳定移动滚轮结构，所述稳定移动滚轮结构与移动导轨结构装配在一起，所述移动导轨结构位于所述大型铝合金零件焊接位置的正上方。

3.根据权利要求1所述的一种自动化高强度大型铝合金焊接方法，其特征在于：所述搅拌摩擦焊的搅拌头通过对焊接位置施加向下压力时通过控制与焊接位置的压入量来实现压力的控制。

4.根据权利要求3所述的一种自动化高强度大型铝合金焊接方法，其特征在于：所述搅拌摩擦焊的搅拌头通过对焊接位置施加向下压入量的范围为5丝至15丝。

5.根据权利要求1所述的一种自动化高强度大型铝合金焊接方法，其特征在于：所述搅拌摩擦焊的搅拌头的下端外边缘位置设有2-3度的倾斜角。

6.根据权利要求1或5所述的一种自动化高强度大型铝合金焊接方法，其特征在于：所述搅拌摩擦焊的搅拌头的下端外侧设有螺旋型螺纹结构，所述搅拌摩擦焊的搅拌头的下端面上设有均匀分布的摩擦凸台结构。