CN111644795A - 一种汽车用开口型铝合金部件焊接工装及焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝合金焊接技术领域，涉及一种汽车用开口型铝合金部件焊接工装及焊接工艺，将开口型铝合金部件分布焊接，每次焊接均通过旋转基板实现部件的翻转，对部件焊缝的正反同步焊接，不需要将部件焊接后从工装上取下进行背面焊接，可保证各序产品的焊后尺寸，无需调修，焊后直接转序，大大提高了生产效率。采用此种装配式焊接工装进行焊接，配合制作的焊接工装，使产品合格率提高至95％，节省了焊后调修工序，使人工成本降低。

Description

一种汽车用开口型铝合金部件焊接工装及焊接工艺
技术领域
本发明属于铝合金焊接技术领域，涉及一种汽车用开口型铝合金部件焊接工装及焊接工艺。
背景技术
在汽车分部件焊接领域，开口型部件的档距尺寸很难一次合格，大多需要经过焊后调修。目前针对开口型部件多采用整体装配，焊接正面，更换工装，再焊接反面及立面焊缝的方式进行，此种工艺方法由于需要两次装夹，导致焊后部件尺寸精度很难达到合格要求，从而增加调修时间，使生产效率大幅降低。而且，部分焊缝需进行立焊位置焊接，焊接质量较差。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决现有汽车开口型部件正反焊接时需要两次装夹，焊后变形较大，焊后部件尺寸精度很难达到要求的问题，提供一种汽车用开口型铝合金部件焊接工装及焊接工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种汽车用开口型铝合金部件分总成焊接工装，包括第一机架和转动安装在第一机架上的第一基板，第一机架上固定安装有两个用于固定纵梁的纵梁气动抱紧支撑机构，第一基板的前侧均匀固定安装有四个纵梁反变形定位块和两个用于固定纵梁上零件的零件气动安装定位机构，第一基板的后侧固定安装有两个纵梁气动反变形顶紧机构和两个用于固定纵梁上零件的零件气动顶紧机构。
进一步，第一基板端部固定安装有第一转轴，第一转轴的端部固定安装有第一轴承，第一机架上左右两端固定安装有与第一轴承配合使用的第一轴承座，第一轴承座上均匀开设有若干第一限位孔，第一轴承上开设有与第一限位孔配合使用的第一通孔，第一限位孔和第一通孔内插设有第一定位插销。
进一步，第一轴承上固定安装有第一转盘，纵梁反变形定位块与纵梁气动反变形顶紧机构的压紧端固定安装有垫块。
一种汽车用开口型铝合金部件总成焊接工装，包括第二机架和转动安装在第二机架上的第二基板，第二基板两侧的第二机架上固定安装有用于固定两根纵梁的纵梁定位气动压紧机构，第二基板上固定安装有用于固定纵梁端部之间横梁的横梁定位机构和横梁气动压紧机构。
进一步，第二基板端部固定安装有第二转轴，第二转轴的端部固定安装有第二轴承，第二机架上左右两端固定安装有与第二轴承配合使用的第二轴承座，第二轴承座上均匀开设有若干第二限位孔，第二轴承上开设有与第二限位孔配合使用的第二通孔，第二限位孔和第二通孔内插设有第二定位插销。
进一步，第一机架、第二机架的底部四角处螺纹旋拧有螺栓，第一机架、第二机架的底部四角处固定安装有加强筋。
进一步，两根纵梁外侧的第二基板上还固定安装有手动顶紧机构。
进一步，第二轴承上固定安装有第二转盘，纵梁定位气动压紧机构、手动顶紧机构、横梁气动压紧机构以及横梁定位机构的压紧端固定安装有垫块。
一种汽车用开口型铝合金部件的焊接工艺，包括以下步骤：
A、将一根纵梁摆放在分总成焊接工装上，通过纵梁气动抱紧支撑机构夹持，并通过纵梁反变形定位块、纵梁气动反变形顶紧机构顶紧，然后通过零件气动安装定位机构将纵梁外侧的零件压在纵梁上，通过零件气动顶紧机构将纵梁内侧的零件压在纵梁上；
B、焊接各零件与纵梁的正面焊缝，转动第一转盘将第一基板旋转至竖直状进行角焊，继续旋转第一基板至水平位置进行背面焊缝焊接，焊接工艺采用熔化极惰性气体保护焊进行焊接，电流为110～120A，电压为18.5～18.8V，惰性气体流量为20～24L/min；
C、将焊接后的纵梁与另一根纵梁摆放在总成焊接工装上，通过纵梁定位气动压紧机构将两根纵梁压紧，通过横梁定位机构和横梁气动压紧机构将纵梁间的两根横梁压紧，手动旋拧手动顶紧机构，将中间横梁压在两根纵梁之间；
D、焊接各横梁与两根纵梁的正面焊缝，转动第二转盘将第二基板旋转至竖直状进行角焊，继续旋转第二基板至水平位置进行背面焊缝焊接，焊接工艺采用熔化极惰性气体保护焊进行焊接，电流为110～120A，电压为18.5～18.8V，惰性气体流量为20～24L/min。
进一步，步骤D中各横梁与两根纵梁的正面焊缝焊接前，先焊接各横梁与纵梁的角焊缝。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所公开的汽车用开口型铝合金部件的焊接工艺，将开口型铝合金部件分布焊接，每次焊接均通过旋转基板实现部件的翻转，对部件焊缝的正反同步焊接，不需要将部件焊接后从工装上取下进行背面焊接，可保证各序产品的焊后尺寸，无需调修，焊后直接转序，大大提高了生产效率。采用此种装配式焊接工装进行焊接，配合制作的焊接工装，使产品合格率提高至95％，节省了焊后调修工序，使人工成本降低。
2、本发明所公开的汽车用开口型铝合金部件的焊接工艺，优化了开口型汽车部件的焊接顺序，且通过个夹持机构的配合减少了焊缝的焊接变形，保证优良的焊缝质量。
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为本发明汽车用开口型铝合金部件分总成焊接工装的结构示意图；
图2为通过本发明汽车用开口型铝合金部件分总成焊接工装焊接后铝合金部件的结构示意图；
图3为本发明汽车用开口型铝合金部件总成焊接工装的结构示意图；
图4为通过本发明汽车用开口型铝合金部件总成焊接工装焊接后铝合金部件的结构示意图。
附图标记：第一机架1、第一定位插销2、第一转盘3、第一基板4、纵梁反变形定位块5、纵梁气动抱紧支撑机构6、零件气动安装定位机构7、纵梁气动反变形顶紧机构8、零件气动顶紧机构9、第二机架10、第二定位插销11、第二转盘12、第二基板13、纵梁定位气动压紧机构14、手动顶紧机构15、横梁气动压紧机构16、横梁定位机构17、第一纵梁18、第二纵梁19、第一横梁20、第二横梁21、第一零件22、第二零件23。
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所示的一种汽车用开口型铝合金部件分总成焊接工装，分总成焊接工装用于将零件焊接在带开口的第一纵梁18上。包括第一机架1和转动安装在第一机架1上的第一基板4，第一基板4端部固定安装有第一转轴，第一转轴的端部固定安装有第一轴承，第一机架1上左右两端固定安装有与第一轴承配合使用的第一轴承座，第一轴承座上均匀开设有四个第一限位孔，第一轴承上开设有与第一限位孔配合使用的第一通孔，第一限位孔和第一通孔内插设有第一定位插销2，通过在第一限位孔和第一通孔内插入第一定位插销2，能够控制第一基板4的旋转角度，第一轴承上固定安装有第一转盘3，第一转盘3类似于汽车方向盘，便于操作者调整第一基板4上铝合金部件的倾斜角度。
第一机架1的底部四角处螺纹旋拧有螺栓，第一机架1的底部四角处固定安装有加强筋。螺栓旋拧在第一机架1的四角处，通过旋拧螺栓能够调节第一机架1的高度，使得分总成焊接工装处于水平位置。
第一机架1上固定安装有两个用于固定第一纵梁18的纵梁气动抱紧支撑机构6，纵梁气动抱紧支撑机构6安装在第一机架1长度方向的两端，可以将带缺口的第一纵梁18夹紧。第一基板4的前侧均匀固定安装有四个纵梁反变形定位块5和两个用于固定纵梁上零件的零件气动安装定位机构7，纵梁反变形定位块5用于从前侧对纵梁进行限位，零件气动安装定位机构7用于夹持纵梁外侧的第一零件22，使得第一零件22紧紧贴在第一纵梁18上。第一基板4的后侧固定安装有两个纵梁气动反变形顶紧机构8和两个用于固定纵梁上零件的零件气动顶紧机构9。纵梁气动反变形顶紧机构8用于从后侧对第一纵梁18进行限位，零件气动顶紧机构9用于夹持纵梁内侧的第二零件23，使得第二零件23紧紧贴在纵梁上。纵梁反变形定位块5与纵梁气动反变形顶紧机构8的压紧端固定安装有垫块，垫块起到防止夹坏纵梁的作用。焊接后的汽车铝合金部件如图2所示。
如图3所示的一种汽车用开口型铝合金部件总成焊接工装，包括第二机架10和转动安装在第二机架10上的第二基板13，第二基板13端部固定安装有第二转轴，第二转轴的端部固定安装有第二轴承，第二机架10上左右两端固定安装有与第二轴承配合使用的第二轴承座，第二轴承座上均匀开设有若干第二限位孔，第二轴承上开设有与第二限位孔配合使用的第二通孔，通过在第二限位孔和第二通孔内插入第二定位插销11，能够控制第二基板13的旋转角度，第二限位孔和第二通孔内插设有第二定位插销11。第二轴承上固定安装有第二转盘12。
第二机架10的底部四角处螺纹旋拧有螺栓，第二机架10的底部四角处固定安装有加强筋。螺栓旋拧在第二机架10的四角处，通过旋拧螺栓能够调节第二机架10的高度，使得总成焊接工装处于水平位置。
第二基板13两侧的第二机架10上固定安装有用于固定两根纵梁的纵梁定位气动压紧机构14，纵梁定位气动压紧机构14为气缸式压臂，用于对第一纵梁18、第二纵梁19两根纵梁限位。第二基板13上固定安装有用于固定纵梁端部之间第一横梁20的横梁定位机构17和横梁气动压紧机构16。横梁定位机构17用于将第二横梁21压在两根纵梁的端部。横梁气动压紧机构16用于将另一根横梁夹持在两根纵梁的中部。两根纵梁外侧的第二基板13上还固定安装有手动顶紧机构15。通过旋拧手动顶紧机构15能够使得纵梁与纵梁中部的横梁贴合的更紧。纵梁定位气动压紧机构14、手动顶紧机构15、横梁气动压紧机构16以及横梁定位机构17的压紧端固定安装有垫块，垫块起到防止夹坏纵梁、横梁的作用。焊接装配后的汽车铝合金部件如图4所示。
一种汽车用开口型铝合金部件的焊接工艺，包括以下步骤：
A、将第一纵梁18摆放在分总成焊接工装上，通过纵梁气动抱紧支撑机构6夹持，并通过纵梁反变形定位块5、纵梁气动反变形顶紧机构8顶紧，然后通过零件气动安装定位机构7将纵梁外侧的第一零件22压在纵梁上，通过零件气动顶紧机构9将纵梁内侧的第二零件23压在纵梁上；
B、焊接各零件与第一纵梁18的正面焊缝，转动第一转盘3将第一基板4旋转至竖直状进行角焊，继续旋转第一基板4至水平位置进行背面焊缝焊接，焊接工艺采用熔化极惰性气体保护焊进行焊接，电流为110～120A，电压为18.5～18.8V，惰性气体流量为20～24L/min；
C、将焊接后的第一纵梁18与另一根第二纵梁19摆放在总成焊接工装上，通过纵梁定位气动压紧机构14将两根纵梁压紧，通过横梁定位机构17和横梁气动压紧机构16将纵梁间的两根横梁压紧，手动旋拧手动顶紧机构15，将中间第一横梁20压在两根纵梁之间；
D、焊接各横梁与两根纵梁的正面焊缝，各横梁与两根纵梁的正面焊缝焊接前，先焊接各横梁与纵梁的角焊缝，转动第二转盘12将第二基板13旋转至竖直状进行角焊，继续旋转第二基板13至水平位置进行背面焊缝焊接，焊接工艺采用熔化极惰性气体保护焊进行焊接，电流为110～120A，电压为18.5～18.8V，惰性气体流量为20～24L/min。
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 (10)

1.一种汽车用开口型铝合金部件分总成焊接工装，其特征在于，包括第一机架和转动安装在第一机架上的第一基板，第一机架上固定安装有两个用于固定纵梁的纵梁气动抱紧支撑机构，第一基板的前侧均匀固定安装有四个纵梁反变形定位块和两个用于固定纵梁上零件的零件气动安装定位机构，第一基板的后侧固定安装有两个纵梁气动反变形顶紧机构和两个用于固定纵梁上零件的零件气动顶紧机构。
2.如权利要求1所述的铝合金部件分总成焊接工装，其特征在于，所述第一基板端部固定安装有第一转轴，第一转轴的端部固定安装有第一轴承，第一机架上左右两端固定安装有与第一轴承配合使用的第一轴承座，第一轴承座上均匀开设有若干第一限位孔，第一轴承上开设有与第一限位孔配合使用的第一通孔，第一限位孔和第一通孔内插设有第一定位插销。
3.如权利要求2所述的铝合金部件分总成焊接工装，其特征在于，所述第一轴承上固定安装有第一转盘，纵梁反变形定位块与纵梁气动反变形顶紧机构的压紧端固定安装有垫块。
4.一种汽车用开口型铝合金部件总成焊接工装，其特征在于，包括第二机架和转动安装在第二机架上的第二基板，第二基板两侧的第二机架上固定安装有用于固定两根纵梁的纵梁定位气动压紧机构，第二基板上固定安装有用于固定纵梁端部之间横梁的横梁定位机构和横梁气动压紧机构。
5.如权利要求4所述的铝合金部件总成焊接工装，其特征在于，所述第二基板端部固定安装有第二转轴，第二转轴的端部固定安装有第二轴承，第二机架上左右两端固定安装有与第二轴承配合使用的第二轴承座，第二轴承座上均匀开设有若干第二限位孔，第二轴承上开设有与第二限位孔配合使用的第二通孔，第二限位孔和第二通孔内插设有第二定位插销。
6.如权利要求1或4所述的铝合金部件总成焊接工装，其特征在于，所述第一机架、第二机架的底部四角处螺纹旋拧有螺栓，第一机架、第二机架的底部四角处固定安装有加强筋。
7.如权利要求5所述的铝合金部件总成焊接工装，其特征在于，两根纵梁外侧的第二基板上还固定安装有手动顶紧机构。
8.如权利要求7所述的铝合金部件总成焊接工装，其特征在于，所述第二轴承上固定安装有第二转盘，纵梁定位气动压紧机构、手动顶紧机构、横梁气动压紧机构以及横梁定位机构的压紧端固定安装有垫块。
9.一种汽车用开口型铝合金部件的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、将一根纵梁摆放在分总成焊接工装上，通过纵梁气动抱紧支撑机构夹持，并通过纵梁反变形定位块、纵梁气动反变形顶紧机构顶紧，然后通过零件气动安装定位机构将纵梁外侧的零件压在纵梁上，通过零件气动顶紧机构将纵梁内侧的零件压在纵梁上；
B、焊接各零件与纵梁的正面焊缝，转动第一转盘将第一基板旋转至竖直状进行角焊，继续旋转第一基板至水平位置进行背面焊缝焊接，焊接工艺采用熔化极惰性气体保护焊进行焊接，电流为110～120A，电压为18.5～18.8V，惰性气体流量为20～24L/min；
C、将焊接后的纵梁与另一根纵梁摆放在总成焊接工装上，通过纵梁定位气动压紧机构将两根纵梁压紧，通过横梁定位机构和横梁气动压紧机构将纵梁间的两根横梁压紧，手动旋拧手动顶紧机构，将中间横梁压在两根纵梁之间；
D、焊接各横梁与两根纵梁的正面焊缝，转动第二转盘将第二基板旋转至竖直状进行角焊，继续旋转第二基板至水平位置进行背面焊缝焊接，焊接工艺采用熔化极惰性气体保护焊进行焊接，电流为110～120A，电压为18.5～18.8V，惰性气体流量为20～24L/min。
10.如权利要求9所述的铝合金部件的焊接工艺，其特征在于，步骤D中各横梁与两根纵梁的正面焊缝焊接前，先焊接各横梁与纵梁的角焊缝。
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