CN112453832A - 一种大长径比矩形铝合金方箱的成形方法 - Google Patents

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史今朝
赵征
杜康
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Abstract

本发明提供了一种大长径比矩形铝合金方箱的成形方法，沿大长径比矩形铝合金方箱平行的四条棱边将方箱壁板拆分成四片，分别进行铝合金型材整体拉伸和切割；在设定的方框中将切割好的型材定位组装成方箱；沿连接缝进行焊接，将型材施焊成为方箱。本发明相比整体模具加工大长径比矩形铝合金方箱的方法能够降低生产成本80％以上，能够保证大长径比矩形铝合金方箱的外观成形，操作、控制、使用简便，精度及效率得到了大大提高。

Description

一种大长径比矩形铝合金方箱的成形方法
技术领域
本发明属于先进制造技术领域的先进成型与工艺技术，涉及一种钣金焊接成形技术。
背景技术
工程中需要加工一种大长径比矩形铝合金方箱，具体是一种结构形式为口径210mm×210mm、长度3000mm、壁厚3mm的铝合金构件，整体构件的质量不大于30kg。由于采用整体型材拉伸方法无法完成这种长径比的构件，所以为生产带来了难度。
若采用整体模具加工大长径比矩形铝合金方箱，由于模具加工需要加工外模、内模等部件，其外形尺寸较大；同时，配套使用的压力机，其主缸压力≥5000kN，因此采用整体模具加工大长径比矩形铝合金方箱会造成较高的成本投入，还有可能发生整体拉伸的型材扭转，出现外形尺寸得不到控制的产品缺陷。
为了满足大长径比矩形铝合金方箱的成形制造，有必要开展这种方箱产品的成形方法研究。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种大长径比矩形铝合金方箱的成形方法，能够降低大长径比矩形铝合金方箱的制造成本，满足成形需求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
沿大长径比矩形铝合金方箱平行的四条棱边将方箱壁板拆分成四片，分别进行铝合金型材整体拉伸和切割；在设定的方框中将切割好的型材定位组装成方箱；沿连接缝进行焊接，将型材施焊成为方箱。
所述的焊接过程按照对称焊接的原则，完成每个焊点的焊接后，转向对称的另一侧焊缝进行下一个焊点的焊接。
所述的方框采用外压工装，包括两块压板以及若干对连接柱，所述的压力板相对的一侧型面与方箱壁板的外形相同，两块压板的边缘分别开有若干通孔，且两块压板的通孔位置相对应，若干对连接柱穿过压板的通孔，连接柱两端为螺纹结构，通过螺母配合，将压板压紧在拼装后的铝合金型材上。
本发明的有益效果是：采用先将大长径比矩形铝合金方箱的壁板拆分成四片，再焊接成形的工艺过程，相比整体模具加工大长径比矩形铝合金方箱的方法能够降低生产成本80％以上。而且通过型材简化，本发明能够保证大长径比矩形铝合金方箱的外观成形。本发明通过工装逼合及焊接成形等方法，操作、控制、使用简便，精度及效率得到了大大提高。
因此，本发明大大降低了大长径比矩形铝合金方箱成形难度，解决了大长径比矩形铝合金方箱成形问题。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是大长径比矩形铝合金方箱截面图；
图3是铝合金挤压型材展开图，共计四片，其中，图3(a)和图3(b)分别表示a型和b型；
图4是大长径比矩形铝合金方箱的焊接工装示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
为了充分利用铝合金焊接技术的优势，进一步优化大长径比矩形铝合金方箱成形的过程，本发明考虑采用型材积压、焊接成形的工艺过程进行改进。即采用制作型材及焊接的工艺过程，即可实现大长径比矩形铝合金方箱的成形，大大降低制造成本。
本发明提供的大长径比矩形铝合金方箱的成形过程包括：首先，将大长径比矩形铝合金方箱的壁板钣金拆分成四片，分别进行铝合金型材整体拉伸；再在设定的方框中将切割好的板材定位成形；采用激光焊接的方法进行装焊，进行对角焊接，对称施焊；最后安装导轨等附件。通过控制型材拉伸精度和焊接变形控制，装配焊接完成的大长径比矩形铝合金方箱满足总体性能和测试要求。
具体的工作步骤为：
1)将大长径比矩形铝合金方箱的壁板拆分成四片，分别进行铝合金型材整体拉伸；
选用6063铝合金，要求力学性能：抗拉强度Rm≥260Mpa，断后伸长率A≥8％；长度3000mm。
2)在设定的工装中将切割好的板材定位成形；
辅助利用焊接工装可以有效保证焊缝成形和控制焊接变形。焊接工装主要为外压工装。
如图4所示，所述的外压工装包括两块压板以及若干对连接柱，所述的压力板相对的一侧型面与方箱壁板的外形相同，两块压板的边缘分别开有若干通孔，且两块压板的通孔位置相对应，若干对连接柱穿过压板的通孔，连接柱两端为螺纹结构，通过螺母配合，将压板压紧在拼装后的铝合金型材上。
工装设计时，要求保证焊接时在焊缝位置全长压紧，以及在焊接过程中的缝隙均匀稳定。
3)采用激光焊焊接方法，进行对角焊接，对称施焊；
焊接顺序按对称面排序进行焊接，以保证有效控制焊接变形。即类似于安装汽车轮胎的方法和顺序，先焊接一点，再在对称面焊接一点；在首次焊接位置焊点附近焊接一点，再在对称点附近焊接一点，依次继续。
4)在大长径比矩形铝合金方箱内部安装导轨等部件。
安装设备内部的附件，保证装备满足设备使用性能。
大长径比矩形铝合金方箱截面形状如图1所示，采用铝合金挤压型材展开共计四片，如图2所示。
例1
外形尺寸210mm×210mm，长度3000mm，壁厚为3mm大长径比矩形铝合金方箱的成形。
考虑到大长径比矩形铝合金方箱截面，形状如图1所示。采用铝合金挤压型材展开共计四片，如图2所示。焊接工装如图3所示。
大长径比矩形铝合金方箱的成形过程包括：首先，先将大长径比矩形铝合金方箱的壁板拆分成四片，分别进行铝合金型材整体拉伸；再在设定的工装中将切割好的板材定位成形；采用激光焊接的方法进行装焊，进行对角焊接，对称施焊；最后安装导轨等附件。通过控制型材拉伸精度和焊接变形控制，装配焊接完成的大长径比矩形铝合金方箱满足总体性能和测试要求。
例2
外形尺寸250mm×250mm，长度5000mm，壁厚为3mm大长径比矩形铝合金方箱的成形。
大长径比矩形铝合金方箱的成形过程包括：首先，先将大长径比矩形铝合金方箱的壁板拆分成四片，分别进行铝合金型材整体拉伸；再在设定的工装中将切割好的板材定位成形；采用激光焊接的方法进行装焊，进行对角焊接，对称施焊；最后安装导轨等附件。通过控制型材拉伸精度和焊接变形控制，装配焊接完成的大长径比矩形铝合金方箱满足总体性能和测试要求。
例3
外形尺寸150mm×150mm，长度4000mm，壁厚为3mm大长径比矩形铝合金方箱的成形。
大长径比矩形铝合金方箱的成形过程包括：首先，先将大长径比矩形铝合金方箱的壁板拆分成四片，分别进行铝合金型材整体拉伸；再在设定的工装中将切割好的板材定位成形；采用激光焊接的方法进行装焊，进行对角焊接，对称施焊；最后安装导轨等附件。通过控制型材拉伸精度和焊接变形控制，装配焊接完成的大长径比矩形铝合金方箱满足总体性能和测试要求。

Claims (3)

1.一种大长径比矩形铝合金方箱的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：沿大长径比矩形铝合金方箱平行的四条棱边将方箱壁板拆分成四片，分别进行铝合金型材整体拉伸和切割；在设定的方框中将切割好的型材定位组装成方箱；沿连接缝进行焊接，将型材施焊成为方箱。
2.根据权利要求1所述的大长径比矩形铝合金方箱的成形方法，其特征在于，所述的焊接过程按照对称焊接的原则，完成每个焊点的焊接后，转向对称的另一侧焊缝进行下一个焊点的焊接。
3.根据权利要求1所述的大长径比矩形铝合金方箱的成形方法，其特征在于，所述的方框采用外压工装，包括两块压板以及若干对连接柱，所述的压力板相对的一侧型面与方箱壁板的外形相同，两块压板的边缘分别开有若干通孔，且两块压板的通孔位置相对应，若干对连接柱穿过压板的通孔，连接柱两端为螺纹结构，通过螺母配合，将压板压紧在拼装后的铝合金型材上。
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