CN117001196A - 铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法 - Google Patents

铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法 Download PDF

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刘胜利
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李井泉
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Abstract

本发明涉及铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，本发明针对铝合金白车身后地板总成设计了铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，通过控制焊接工艺参数、夹持位置和焊接顺序等条件，减小铝合金白车身后地板总成型材在焊接过程中的变形程度，经过优化，铝合金白车身后地板总成最终焊接变形量的绝对值平均数由1.659mm减小为0.735mm，焊接变形程度减少了56％，显著降低了焊接变形；本发明的铝合金白车身后地板总成的焊接变形程度显著降低，焊接质量和尺寸精度得到了保证。

Description

铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法
技术领域
本发明涉及于车辆制造技术领域，尤其涉及铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法。
背景技术
铝合金型材是现有铝制白车身中重要的结构件，是铝合金应用在汽车领域中不可或缺的组成部分。铝合金焊接时由于热量集中，导热快，热膨胀系数大等固有因素，极容易发生焊接热变形，对于型材框架而言，焊后变形大，势必造成后续调修、矫形等成本的增加，同时影响焊接生产节拍，造成生产资源浪费。
现有的焊接变形控制方法，无专门针对铝合金白车身后地板总成的焊接变形方法，现有的焊接变形控制方法，均无法有效减少铝合金白车身后地板总成焊接变形，焊接质量和尺寸精度无法得到保证。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足从而提供铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，解决了问题。
本发明是采用如下技术方案来实现的：
铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，包括以下步骤：
(1)将各铝合金型材按照顺序通过焊接夹持装置夹持在一起，以形成白车身后地板总成；
(2)将焊接夹持装置设置在铝合金型材焊缝附近位置，各夹持点的夹持力相同，且方向垂直于所压铝合金型材表面；
(3)对焊接工艺参数进行设置；其中焊接工艺参数包括环境温度、相对湿度、绝对湿度、焊接电流、焊接电压、焊接速度；
(4)对焊缝的焊接顺序进行设置，先完成外边铝合金型材焊缝焊接，再向内里铝合金型材焊缝焊接，同时在焊接过程中采用交叉的焊接顺序。
作为发明的进一步说明，步骤(1)中，白车身后地板总成包括后地板前横梁、后地板左后纵梁、后地板后横梁、后地板右后纵梁、后地板中横梁、后排座椅加强纵梁。
作为发明的进一步说明，步骤(2)中，焊接夹持装置的夹持位置分布在焊缝两侧，位置距离焊缝的范围在30～80mm之间；
焊接夹持装置的夹持力范围在8000N～12000N之间。
作为发明的进一步说明，步骤(3)中，环境温度≥18℃、相对湿度范围≤60％、绝对湿度范围≤10.36g/m3、焊接电流范围60～80A，焊接电压范围16.8～17.6V、焊接速度范围0.5～0.6m/min。
作为发明的进一步说明，步骤(4)中，焊缝采用单道焊缝一次焊接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明针对铝合金白车身后地板总成设计了铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，通过控制焊接工艺参数、夹持位置和焊接顺序等条件，减小铝合金白车身后地板总成型材在焊接过程中的变形程度，经过优化，铝合金白车身后地板总成最终焊接变形量的绝对值平均数由1.659mm减小为0.735mm，焊接变形程度减少了56％，显著降低了焊接变形；本发明的铝合金白车身后地板总成的焊接变形程度显著降低，焊接质量和尺寸精度得到了保证。
附图说明
下面结合附图对发明作进一步的说明：
图1是本发明实施例提供的铝合金白车身后地板总成示意图；
图2是本发明实施例提供的铝合金白车身后地板总成夹持位置示意图；
图3是为本发明实施例提供的铝合金白车身后地板总成的焊接顺序示意图；
图4为本发明实施例提供的铝合金白车身后地板总成的三坐标检测点示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示，图1为本发明实施例提供的铝合金后地板总成示意图。其中35为后地板前横梁，36为后地板左后纵梁本体，37为后地板后横梁，38为后地板右后纵梁本体；39为后地板中横梁，40为后排座椅加强纵梁；
图2为本发明实施例提供的铝合金后地板总成夹持位置示意图。
其中a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n分别代表具体夹持位置；
图3为本发明实施例提供的铝合金后地板总成的焊接顺序示意图。其中总共34道焊缝，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34代表的具体焊缝位置；
图4为本发明实施例提供的铝合金后地板总成的三坐标检测点示意图。其中41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55代表的是具体的三坐标测量点位置；
本实施例公开了铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，其中合金白车身后地板总成包括后地板前横梁35、后地板左后纵梁36、后地板后横梁37、后地板右后纵梁38、后地板中横梁39、后排座椅加强纵梁40；该铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法包括以下步骤：
(1)将各铝合金型材按照顺序通过焊接夹持装置夹持在一起，以形成白车身后地板总成；
其中其中合金白车身后地板总成包括后地板前横梁35、后地板左后纵梁36、后地板后横梁37、后地板右后纵梁38、后地板中横梁39、后排座椅加强纵梁40；优选的，铝合金白车身后地板总成所用6082-T6铝合金，型材厚度为2mm；
S2:将焊接夹持装置设置在铝合金型材焊缝附近位置，各夹持点的夹持力相同，且方向垂直于所压铝合金型材表面；
其中焊接夹持装置为白车身初期调试采用的柔性焊接夹具，柔性焊接夹具的夹持位置分布在焊缝两侧，位置距离焊缝的范围在30～80mm之间；柔性焊接夹具的夹持力范围在8000N～12000N之间；优选的，柔性焊接夹具的夹持位置为距离焊缝30mm处；
S3:对焊接工艺参数进行设置；其中焊接工艺参数包括环境温度≥18℃、相对湿度范围≤60％、绝对湿度范围≤10.36g/m3、焊接电流范围60～80A，焊接电压范围16.8～17.6V、焊接速度范围0.5～0.6m/min；优选的，环境温度20℃，相对湿度45％，绝对湿度7.77g/m3，焊接电流60A、焊接电压16.8V，焊接速度0.6m/min；
S4:对焊缝的焊接顺序进行设置，先完成外边铝合金型材焊缝焊接，再向内里铝合金型材焊缝焊接，同时在焊接过程中采用交叉的焊接顺序；
铝合金白车身后地板总成共有34道焊缝，由焊缝1到焊缝34组成，所用的优化的焊接顺序简化为：
2-17-9-11-4-15-7-13-1-3-5-16-18-6-8-10-12-14-20-24-22-26-28-32-30-34-19-21-23-25-27-29-31-33，焊接方式为单道焊缝一次成型。
下面通过对照组一、对照组二、对照组三，分别通过焊接工艺参数的选择、焊接夹持装置的夹持位置的设置、焊接顺序的调整三个条件进行对比试验，获取相应条件的焊接变形量；
对照组一：
铝合金白车身后地板总成所用材料为6082-T6铝合金，型材厚度为2mm，环境温度20℃，相对湿度45％，绝对湿度7.77g/m3，焊接顺序简化为：
1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31-32-33-34，焊接夹持位置距焊缝80mm，焊接工艺参数有两组，一组为高热输入对应工艺参数，具体参数为焊接电流80A，焊接电压17.6V，焊接速度0.5m/min，一组为低热输入对应工艺参数，具体参数为焊接电流60A，焊接电压16.8V，焊接速度0.6m/min，该高热输入参数和低热输入参数下的焊接变形量见表1所示；
表1：铝合金后地板总成的不同焊接工艺参数下的焊接变形量
由表1可知，高热输入参数下的焊接变形量绝对值平均数为1.659mm，低热输入参数下的焊接变形量绝对数平均值为1.220mm；
对照组二：
铝合金白车身后地板总成所用材料为6082-T6铝合金，型材厚度为2mm，焊接电流60A，焊接电压16.8V，焊接速度0.6m/min，环境温度20℃，相对湿度45％，绝对湿度7.77g/m3，焊接顺序简化为2-17-9-11-4-15-7-13-1-3-5-16-18-6-8-10-12-14-20-24-22-26-28-32-30-34-19-21-23-25-27-29-31-33，夹持位置有两组，一组为夹持位置距焊缝80mm处，一组为夹持位置距焊缝30mm处，该夹持位置距焊缝80mm处和夹持位置距焊缝30mm的焊接变形量见表2所示；
表2：铝合金型后地板总成的不同夹持条件下的焊接变形量
由表2可知，夹持位置距焊缝80mm处的焊接变形量绝对值平均数为1.220mm，夹持位置距焊缝30mm处的焊接变形量绝对值平均数为0.919mm；
对照组三：
铝合金白车身后地板总成所用材料为6082-T6铝合金，型材厚度为2mm，焊接电流60A，焊接电压16.8V，焊接速度0.6m/min，环境温度20℃，相对湿度45％，绝对湿度7.77g/m3，夹持位置距焊缝为30mm，焊接顺序采用两组进行对照，一组为普通焊接顺序，如焊缝1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31-32-33-34；
一组为优化焊接顺序，如焊缝
2-17-9-11-4-15-7-13-1-3-5-16-18-6-8-10-12-14-20-24-22-26-28-32-30-34-19-21-23-25-27-29-31-33，该普通焊接顺序和优化焊接顺序的焊接变形量见表3所示；
表3：铝合金后地板总成的不同焊接顺序条件下的焊接变形量
由表3可知，普通焊接顺序绝对值平均数为0.919mm，采用优化焊接顺序的焊接变形量绝对值平均数为0.735mm；
通过上述对照组一、对照组二、对照三以及本实施可知，经过优化后，后地板总成最终焊接变形量的绝对值平均数由1.659mm减小为0.735mm，焊接变形程度减少了56％，显著降低了焊接变形。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将各铝合金型材按照顺序通过焊接夹持装置夹持在一起，以形成白车身后地板总成；
(2)将焊接夹持装置设置在铝合金型材焊缝附近位置，各夹持点的夹持力相同，且方向垂直于所压铝合金型材表面；
(3)对焊接工艺参数进行设置；其中焊接工艺参数包括环境温度、相对湿度、绝对湿度、焊接电流、焊接电压、焊接速度；
(4)对焊缝的焊接顺序进行设置，先完成外边铝合金型材焊缝焊接，再向内里铝合金型材焊缝焊接，同时在焊接过程中采用交叉的焊接顺序。
2.如权利要求1所述的铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，其特征在于，步骤(1)中，白车身后地板总成包括后地板前横梁、后地板左后纵梁、后地板后横梁、后地板右后纵梁、后地板中横梁、后排座椅加强纵梁。
3.如权利要求2所述的铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，其特征在于，步骤(2)中，焊接夹持装置的夹持位置分布在焊缝两侧，位置距离焊缝的范围在30～80mm之间；
焊接夹持装置的夹持力范围在8000N～12000N之间。
4.如权利要求3所述的铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，其特征在于，步骤(3)中，环境温度≥18℃、相对湿度范围≤60％、绝对湿度范围≤10.36g/m3、焊接电流范围60～80A，焊接电压范围16.8～17.6V、焊接速度范围0.5～0.6m/min。
5.如权利要求4所述的铝合金白车身后地板总成的焊接变形控制方法，其特征在于，步骤(4)中，焊缝采用单道焊缝一次焊接。
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