CN111790966A - 一种门槛管梁自动mag焊工艺及其专用焊丝 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种门槛管梁自动MAG焊工艺，通过程序设定焊接工艺参数，由操作机按照预先设定的程序进行焊接操作，操作机的动作受安装在内部的伺服电机的控制，所述的焊接工艺参数为：电流设置为250～400A，电压设置为18～40V，焊接速度设置为250mm/min以上，保护气为二氧化碳与氩气的混合气，混合气流量为20～25L/min，所述的操作机包括：控制单元、训练单元、操作单元、送丝单元、焊枪。本发明采用全自动操作机的方式在这个零部件焊接体系是一个新的突破性，能够提高焊接质量，保证其均一性，对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人的因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，焊接质量稳定。

Description

一种门槛管梁自动MAG焊工艺及其专用焊丝

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种门槛管梁自动MAG焊工艺及其专用焊丝。

背景技术

门槛管梁是用来减轻车辆受到碰撞时吸收碰撞能量的一种装置，由管件、吸能盒，连接汽车的安装板组成，管件、吸能盒都可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量，尽可能减小撞击力对车身内门槛的损害，从而减少内车身底部电池壳体的损伤。

通过这样就发挥了它对车辆的保护作用：门槛管梁就是车辆第二次承受撞击力的装置，在车身发生侧碰时，外侧门槛首先受到冲击力导致变形，门槛管梁能有效的减落吸收冲击力，避免车身内侧门槛受冲击力变形而导致被内门槛包围的电池壳体冲击变形破损，降低新能源汽车因碰撞而导致电池爆炸等危险事故。

随着汽车领域不断发展，MAG焊接在汽车上使用日益广泛。主要作用在于薄板搭接以增强车身强度，MAG焊能保证焊接过程的稳定性，焊缝美观，对薄板降低热输入，减少零件的热变形，从而保证车身的精度。

全自动的MAG焊是未来的发展趋势。因此，能否有相应的工艺，以及合适的焊丝，是研究的重点。

发明内容

发明目的，针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种针对门槛管梁的自动MAG焊工艺，以及能够在高速下正常使用的专用焊丝。

技术方案：本发明所述的门槛管梁自动MAG焊工艺，具体为，通过程序设定焊接工艺参数，由操作机按照预先设定的程序进行焊接操作，操作机的动作受安装在内部的伺服电机的控制，所述的焊接工艺参数为：电流设置为250～400A，电压设置为18～30V，焊接速度设置为250mm/min以上，混合气流量为20～25L/min，所述的操作机包括：控制单元、训练单元、操作单元、送丝单元、焊枪。

具体的，短路过渡焊接时，一定的焊丝直径具有一定的电流调节范围。本发明的根据母材厚度，接头形式以及焊丝直径，选择焊接电流范围为250～400。短路过渡时，在保证焊透的前提下，尽量选择小电流，因为当电流太大时，易造成熔池翻滚，不仅飞溅大，成形也非常差。因此，本发明优选电流为280A，

具体的，焊接电压必须与焊接电流形成良好的配合。焊接电压过高或过低都会造成飞溅，焊接电压应伴随焊接电流增大而提高，伴随焊接电流减小而降低，最佳的焊接电压一般在18～30V之间。本发明，当电流选择280A时，适宜的电压为25.7～28.7。

具体的，焊接速度对焊缝内部与外观的质量都有重要影响。当焊接速度过慢时，熔池变大，焊缝变宽，易因过热造成焊缝金属组织粗大或烧穿。因此焊接速度应根据焊缝内部与外观的质量选择。人工焊接速度往往比较慢，而采用自动焊，可以提高焊接速度，本发明的焊接速度在250mm/min以上。然而，当焊接速度超过400mm/min时，会使气体保护的作用受到破坏，易使焊缝产生气孔。同时焊缝的冷却速度也会相应提高，因而降低了焊缝金属的塑性和韧性，并会使焊缝熔宽、熔深和加厚高度都相应降低，造成成形不良。为了避免上述不利影响，必须使用专用焊丝。本发明采用的专用药芯焊丝，焊丝直径为1.6mm。

具体的，本发明采用的药芯焊丝为含钒药芯焊丝，钒可以提高钢的强度，细化晶粒，降低晶粒长大倾向，提高焊缝金属的塑性和韧性。钒是较强烈的碳化物形成元素，所形成的碳化物在高温都是稳定的，有时效硬化作用。

更具体的，所述的药芯焊丝的熔敷金属化学成分为：碳0.06％、锰0.45％、硅0.05％、硫0.01％、磷0.01％、钒0.11％。钒的碳化物具有高稳定性，但同时也尤其缺点，钒容易生成难熔的氧化物，增加了气焊的困难。为解决这一问题本申请对其进行了进一步的改进，改进后的药芯焊丝的熔敷金属化学成分为：碳0.06％、锰0.45％、硅0.05％、硫0.01％、磷0.01％、钒0.06％、溴化钒0.05％，二价钒卤化物的热稳定性好，是强还原剂，可以有效的减少钒氧化物的产生几率。所述的药芯焊丝具有以下性能：抗拉强度(6b)645Mpa、屈服点(6s)450Mpa、伸长率29％、冲击功110J。

具体的，焊丝伸出长度为2.1～2.9cm。焊丝伸出长度是指导电嘴端面至工件的距离。焊丝伸出长度与电流有关，电流越大，焊丝伸出长度太长时，焊丝的电阻热越大，焊丝熔化速度加快，易造成成段焊丝熔断、飞溅严重、焊接过程不稳定。焊丝伸出长度太短时，容易使飞溅物堵住喷嘴，有时飞溅物熔化到熔池中，造成焊缝成形差。本发明优选2.4cm。

具体的，混合气流量直接影响焊接质量，混合气流量太大或太小时，都会造成成形差，飞溅大，产生气孔。并不是流量越大保护效果越好。混合气流量过大时，由于保护气流的紊流度增大，反而会把外界空气卷入焊接区。本发明的气流量范围为20～25L/min，优选20L/min。

具体的，控制单元是操作机的数据处理和记忆装置，所记忆的训练数据控制输入输出信号和各种接口，动力输入为3相200V(3～7KW)，一个控制器最多能控制15个轴，记忆容约8000点。

具体的，训练单元与控制器相连接进行训练作业时，通过训练单元用手动控制操作机以输入自动运行时所需全部轨迹和作业条件，全自动操作机通过操作这个训练单元能进行包括焊接条件在内的全部操作。

具体的，操作单元是选择自动运行方式后使用的设备，有紧急停机按钮和暂停按钮，伺服上电按钮等，在使用多台工作站进行多个作业的自动运行时增加起动盒，可以预约或取消下一个起动功能。

具体的，焊枪，为水冷式焊枪，作用是输出焊丝、传导焊接电流、输出保护气流和启动或停止焊机。焊枪内部安装有防碰传感器，当焊枪与工作或夹具发生冲突时使操作机停止工作，避免损坏操作机本体。

有益效果：门槛管梁总成焊接采用全自动操作机的方式在这个零部件焊接体系是一个新的突破性，焊接时能够提高焊接质量，保证其均一性，对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人的因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，因此焊接质量是稳定的。而人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，因此很难做到质量的均一性。改善了工人的劳动条件。并且，全自动操作机可以通过修改程序以适应不同工件的生产。

本发明可以在很高的焊接速度下正常运转，当速度超过400mm/min时，需采用本发明专用焊丝，可提高焊缝金属的塑性和韧性，抵消高速焊接所带来的焊缝熔宽、熔深和加厚高度都相应降低的不良影响。

具体实施方式

下面是实施例对本发明方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

通过程序设定焊接工艺参数，由操作机按照预先设定的程序，进行焊接操作，所述的焊接工艺参数为：电流设置为250～400A，电压设置为18～24V，焊接速度设置为250mm/min以上，气体流量为20～25L/min。

操作机，包括：控制单元、训练单元、操作单元、送丝单元、焊枪。所述的操作机的动作受安装在内部的伺服电机(S轴或6轴)的控制，操作机的可搬重量为3～40kg。

控制单元，操作机的数据处理和记忆装置，所记忆的训练数据控制输入输出信号和各种接口，动力输入为3相200V(3～7KW)，一个控制器最多能控制15个轴，记忆容约8000点。

训练单元，与控制器相连接进行训练作业，通过训练单元用手动控制操作机以输入自动运行时所需全部轨迹和作业条件，全自动操作机通过操作这个训练单元能进行包括焊接条件在内的全部操作。

操作单元，是选择自动运行方式后使用的设备，有紧急停机按钮和暂停按钮，伺服上电按钮等，在使用多台工作站进行多个作业的自动运行时增加起动盒，可以预约或取消下一个起动功能。

送丝单元，采用机电控制的方式将焊丝盘中的焊丝通过焊枪的导电嘴送入焊接熔池内。送丝单元由电机、送丝轮、矫直机构等组成，送丝方式为推进式送丝。

焊枪，为水冷式焊枪，作用是输出焊丝、传导焊接电流、输出保护气流和启动或停止焊机。焊枪内部安装有防碰传感器，当焊枪与工作或夹具发生冲突时使操作机停止工作，避免损坏操作机本体。

其余，在焊接过程中不可或缺的单元，本发明无特殊要求，采用本领域熟知的方式及设备即可。

实施例1

电流设置为280A，电压设置为28V，保护气(二氧化碳90％、氩气10％)，气体流量为20L/min。焊接速度450mm/min。采用的药芯焊丝，其熔敷金属化学成分为：碳0.06％、锰0.45％、硅0.05％、硫0.01％、磷0.01％、钒0.11％。

实施例2：

电流设置为280A，电压设置为28V，保护气(二氧化碳90％、氩气10％)，气体流量为20L/min。焊接速度450mm/min。采用的药芯焊丝，其熔敷金属化学成分为：碳0.06％、锰0.45％、硅0.05％、硫0.01％、磷0.01％、钒0.06％、溴化钒0.05％。

焊接结果如下表所示：

焊缝外观

焊缝形状

电弧稳定性

飞溅量

熔渣量

熔深

实施例1

好

稍凸

好

少

少

3.2mm

实施例2

较好

接近平坦

好

极少

极少

3.0mm

可以看出，本发明所述的方法，可以在高焊接速度下，正常运转。本发明采用全自动操作机，焊接工人只是用来装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾私飞溅等。提高劳动生产率。全自动操作机没有疲劳，一天可24h连续生产，另外随着高速高效焊接技术的应用，使用全自动操作机焊接，效率提高的更加明显。

产品周期明确，容易控制产品产量。全自动操作机的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。可缩短产品换代的周期，减小相应的设备投资。可实现小批量产品的焊接自动化。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请。

Claims (10)

1.一种门槛管梁自动MAG焊工艺，其特征在于，通过程序设定焊接工艺参数，由操作机按照预先设定的程序进行焊接操作，操作机的动作受安装在内部的伺服电机的控制，所述的焊接工艺参数为：电流设置为250～400A，电压设置为18～30V，焊接速度设置为250mm/min以上，保护气为二氧化碳与氩气的混合气，混合气流量为20～25L/min，所述的操作机包括：控制单元、训练单元、操作单元、送丝单元、焊枪。

2.根据权利要求1所述的门槛管梁自动MAG焊工艺，其特征在于焊接速度大于400mm/min以上时，采用的专用药芯焊丝，焊丝直径为1.6mm。

3.根据权利要求1所述的门槛管梁自动MAG焊工艺，其特征在于焊丝伸出长度为2.1～2.9cm。

4.根据权利要求1所述的门槛管梁自动MAG焊工艺，其特征在于所述的保护气为：二氧化碳90％、氩气10％。

5.根据权利要求1所述的门槛管梁自动MAG焊工艺，其特征在于，控制单元是操作机的数据处理和记忆装置，所记忆的训练数据控制输入输出信号和各种接口。

6.根据权利要求1所述的门槛管梁自动MAG焊工艺，其特征在于，训练单元与控制器相连接进行训练作业时，通过训练单元用手动控制操作机以输入自动运行时所需全部轨迹和作业条件，全自动操作机通过操作这个训练单元能进行包括焊接条件在内的全部操作。

7.根据权利要求1所述的门槛管梁自动MAG焊工艺，其特征在于，操作单元是选择自动运行方式后使用的设备，有紧急停机按钮和暂停按钮，伺服上电按钮等，在使用多台工作站进行多个作业的自动运行时增加起动盒，可以预约或取消下一个起动功能。

8.根据权利要求2所述的门槛管梁自动MAG焊工艺，其特征在于，所述的药芯焊丝的熔敷金属化学成分为：碳0.06％、锰0.45％、硅0.05％、硫0.01％、磷0.01％、钒0.11％。

9.根据权利要求2所述的门槛管梁自动MAG焊工艺，其特征在于，所述的焊丝的熔敷金属化学成分为：碳0.06％、锰0.45％、硅0.05％、硫0.01％、磷0.01％、钒0.06％、溴化钒0.05％。

10.根据权利要求1所述的门槛管梁自动MAG焊工艺，其特征在于，所述的药芯焊丝具有以下性能：抗拉强度645Mpa、屈服点450Mpa、伸长率29％、冲击功110J。