CN118023861A - 一种无色差大尺寸薄壁铝合金件fsw制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接加工领域，具体是一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，包括如下步骤：S1、在焊接工位将待焊接的型材压紧定位后，通过FSW焊接使型材焊接固定；S2、将焊接后的型材转移至矫形工位，对型材的焊缝进行滚压矫形处理；S3、将矫形后的型材转移至打磨工位，打磨型材背面；本发明使焊接后的大尺寸型材外观均匀一致且无色差，满足生产需求。
Description
技术领域
本发明涉及焊接加工领域，具体是一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法。
背景技术
挤压铝型材在轨道交通，船舶，汽车以及建筑行业普遍应用，其生产过程如专利号“CN116422722A”所述，通过放在模具型腔(或挤压筒)内的铝坯料施加强大的压力，迫使铝坯料产生定向塑性变形，从挤压模具的模孔中挤出，从而获得所需断面形状、尺寸并具有一定力学性能的零件或半成品。由于技术难度和成本因素，当前行业内的挤压铝型材宽度普遍在500mm以内，因此许多产品需要把多片铝型材连接成一个整体满足更大宽度的需求。作为外观装饰件的大型铝合金薄壁结构一般会在焊接后进行喷漆等表面处理，希望得到表面均匀、无色差的效果。
目前铝型材的连接方式通常采用焊接固定，而在焊接后，铝型材正反面都可以目视识别到焊缝，由于焊缝存在缝隙或增加物，焊缝区域相对于母材会发生明显的尺寸变化，同时因焊接会导致工件发生变形，上述影响均会导致喷漆后的焊缝相对于其他区域存在色差，无法满足产品外观均匀一致无色差的要求，因此亟待解决。
发明内容
为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法。本发明使焊接后的大尺寸型材外观均匀一致且无色差，满足生产需求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，包括如下步骤：
S1、在焊接工位将待焊接的型材压紧定位后，通过FSW焊接使型材焊接固定；
S2、将焊接后的型材转移至矫形工位，对型材的焊缝进行滚压矫形处理；
S3、将矫形后的型材转移至打磨工位，打磨型材背面。
作为本发明进一步的方案：焊接工位包括用于固定型材的底座，底座上平行布置有定位块以及夹持块，夹持块与定位块可相向运动以夹持待焊接的型材，焊接工位还包括分别对两型材施加自上而下的压紧动作的压块，两型材被压紧后通过静止轴肩摩擦搅拌焊接器焊接。
作为本发明再进一步的方案：定位块与底座固定连接，底座上沿垂直焊缝方向安装有导轨，夹持块与导轨滑动配合后固定，以调节夹持块与定位块之间的间距。
作为本发明再进一步的方案：两压块沿焊缝长度方向对称布置在焊缝两侧，且与焊缝相邻布置。
作为本发明再进一步的方案：压块包括斜度压脚，斜度压脚与静止轴肩摩擦搅拌焊接器的间距不超过五毫米。
作为本发明再进一步的方案：底座上还固定有沿焊缝长度方向布置有位于焊缝下方的支撑块，支撑块为经高频淬火的碳素结构钢，支撑块的硬度≥HRC55。
作为本发明再进一步的方案：矫形工位包括上矫形轮以及下矫形轮，上矫形轮与下矫形轮的轮面之间存在间隙以供焊接后的型材通过；上矫形轮的轮面上设置有凹面，下矫形轮的轮面上设置有凸面，型材的焊缝从凹面与凸面之间通过以完成滚压矫形。
作为本发明再进一步的方案：打磨工位包括包括打磨台，定位板安装在打磨台上以固定矫形后的型材；型材倒扣固定至定位板上，驱动源驱动打磨组件沿型材焊接面的背面行进以打磨型材。
作为本发明再进一步的方案：驱动源包括对称布置在定位板两侧的X轴导轨，安装座沿垂直X轴导轨方向布置，并与两X轴导轨滑动配合；安装座上沿长度方向安装有位于两X轴导轨之间的Y轴导轨，打磨组件与Y轴导轨滑动配合，打磨组件上布置有可沿铅垂方向产生升降动作的打磨轮。
作为本发明再进一步的方案：所述定位板的板面上开设有负压孔，负压孔与负压源连通，从而自下而上负压吸附型材；定位板的板面上沿焊缝长度方向开设有定位槽以供带筋的型材卡接定位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明对型材依次进行焊接、矫形以及打磨操作，焊接后对焊缝区域进行滚压矫形，再对型材背面进行力控打磨，使大尺寸薄壁铝型材件的焊缝背面均匀一致，自然光条件下看不到阴影，无色差，触摸手感一致。
2、本发明通过夹持块与定位块的配合将两组型材左右夹持固定，并通过压块对型材进行自上而下的压紧动作，提高了型材焊接过程的稳定性，使压块与焊具紧贴布置，对型材的整体变形量进行了有效控制，大幅降低了型材的变形量。
3、本发明通过上矫形轮和下矫形轮凸面和凹面的配合，对型材进行滚压矫形，消除了焊接过程产生的变形量，为后续打磨建立了基础。
4、本发明可通过负压吸附以及定位槽的卡接对型材进行定位，避免型材打磨过程发生晃动，提高了打磨过程的平稳性；焊接时通过导轨的配合带动打磨组件通过型材表面，通过打磨轮的垂直打磨，保证打磨过程打磨压力的一致性，使打磨量得到稳定控制。
附图说明
图1为本发明焊接工位的结构示意图。
图2为本发明矫形工位的结构示意图。
图3为本发明打磨工位的结构示意图。
图4为本发明打磨工位的俯视图。
图中：
1、底座；11、型材；12、定位块；13、夹持块；
14、支撑块；15、压块；16、静止轴肩摩擦搅拌焊接器；
21、下矫形轮；211、凸面；22、上矫形轮；221、凹面；
3、打磨台；31、X轴导轨；32、安装座；33、Y轴导轨；
34、打磨组件；341、打磨轮；35、定位板；351、定位槽；352、负压孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，
包括如下步骤：
S1、在焊接工位将待焊接的型材11压紧定位后，通过FSW焊接使型材11焊接固定；
焊接工位包括底座1，底座1上沿焊接方向布置有定位块12以及夹持块13，定位块12与底座1连接固定，底座1上沿垂直焊缝方向布置有导轨以供夹持块13固定，夹持块13与导轨滑动配合后固定，从而调整夹持块13与定位块12之间的间距。待焊接的型材11铺设在底座1上后，被夹持块13以及定位块12配合夹持固定。
两型材11夹持固定后，可通过静止轴肩摩擦搅拌焊接器16焊接固定，静止轴肩摩擦搅拌焊接器16搅拌针的针长比型材的壁厚小0.1mm～0.2mm。为增强固定效果，底座1上还设置有位于型材11上方的压块15，压块15优选为液压翻转式压紧工件，压块15以及夹持块13均可通过液压或气压的方式压紧或夹紧型材11。
两组压块15沿焊缝长度方向对称布置在焊缝两侧，分别压紧一组型材11。压块15包括斜度压脚，斜度压脚与静止轴肩摩擦搅拌焊接器16的间距不超过五毫米。
底座1上还沿焊缝方向安装有可拆卸式的支撑块14，优选在底座1上开槽卡接固定支撑块14。支撑块14优选采用45#钢，表面高频淬火处理，其硬度≥HRC55。
S2、将焊接后的型材11转移至矫形工位，对型材11的焊缝进行滚压矫形处理；
矫形工位包括上矫形轮21以及下矫形轮22，上矫形轮22以及下矫形轮21的轮宽为60～80mm，二者的轮面之间存在间隙可供型材11通过。矫形工位可在矫形轮的前后端设置输送带等输送装置，辅助型材11平稳匀速通过矫形轮，或仅通过矫形轮轮面的摩擦力驱动型材11行进。
上矫形轮21的轮面中部沿周向布置有凹面211，下矫形轮22的轮面中部沿周向布置有凸面221，型材11的焊缝从凸面221以及凹面211之间通过，从而被凸面221以及凹面211滚压矫形。
S3、将矫形后的型材11转移至打磨工位，打磨型材11背面。
打磨工位包括打磨台3，打磨台3上安装有定位板35，定位板35用于定位矫形后的型材11。定位板35上可沿焊缝长度方向开设有定位槽351，供带筋板的型材11倒扣后，使筋板卡入定位槽351内，以卡接定位型材11。型材11定位后，其焊缝所在面朝向定位板35，型材11的背面朝上。
为提高对型材11的定位效果，定位板35的板面上还开设有网面状的负压孔352，负压孔352底端可安装负压风机等负压源，通过负压自下而上对型材11吸附固定。
型材11固定后，驱动源驱动打磨组件34沿型材11板面行进，从而打磨型材11背面。
驱动源包括对称布置在定位板35两侧的X轴导轨31，安装座32沿垂直X轴导轨31方向布置，并与两X轴导轨31滑动配合。安装座32上沿长度方向安装有位于两X轴导轨31之间的Y轴导轨33，打磨组件34与Y轴导轨33滑动配合，打磨组件34上布置有可沿铅垂方向产生升降动作的打磨轮341。
安装座32以及打磨组件34可受丝杆或电推杆等直线动力源驱动其沿导轨行进，安装座32可安装多组，从而增加打磨组件34的数量，以提高打磨速度。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
Claims (10)
1.一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在焊接工位将待焊接的型材(11)压紧定位后，通过FSW焊接使型材(11)焊接固定；
S2、将焊接后的型材(11)转移至矫形工位，对型材(11)的焊缝进行滚压矫形处理；
S3、将矫形后的型材(11)转移至打磨工位，打磨型材(11)背面。
2.根据权利要求1所述的一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，其特征在于，焊接工位包括用于固定型材(11)的底座(1)，底座(1)上平行布置有定位块(12)以及夹持块(13)，夹持块(13)与定位块(12)可相向运动以夹持待焊接的型材(11)，焊接工位还包括分别对两型材(11)施加自上而下的压紧动作的压块(15)，两型材(11)被压紧后通过静止轴肩摩擦搅拌焊接器(16)焊接。
3.根据权利要求2所述的一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，其特征在于，定位块(12)与底座(1)固定连接，底座(1)上沿垂直焊缝方向安装有导轨，夹持块(13)与导轨滑动配合后固定，以调节夹持块(13)与定位块(12)之间的间距。
4.根据权利要求2所述的一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，其特征在于，两压块(15)沿焊缝长度方向对称布置在焊缝两侧，且与焊缝相邻布置。
5.根据权利要求4所述的一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，其特征在于，压块(15)包括斜度压脚，斜度压脚与静止轴肩摩擦搅拌焊接器(16)的间距不超过五毫米。
6.根据权利要求2～5中任意一项所述的一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，其特征在于，底座(1)上还固定有沿焊缝长度方向布置有位于焊缝下方的支撑块(14)，支撑块(14)为经高频淬火的碳素结构钢，支撑块(14)的硬度≥HRC55。
7.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，其特征在于，矫形工位包括上矫形轮(21)以及下矫形轮(22)，上矫形轮(21)与下矫形轮(22)的轮面之间存在间隙以供焊接后的型材(11)通过；上矫形轮(22)的轮面上设置有凹面(221)，下矫形轮(21)的轮面上设置有凸面(211)，型材(11)的焊缝从凹面(221)与凸面(211)之间通过以完成滚压矫形。
8.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，其特征在于，打磨工位包括包括打磨台(3)，定位板(35)安装在打磨台(3)上以固定矫形后的型材(11)；型材(11)倒扣固定至定位板(35)上，驱动源驱动打磨组件(34)沿型材(11)焊接面的背面行进以打磨型材(11)。
9.根据权利要求8所述的一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，其特征在于，驱动源包括对称布置在定位板(35)两侧的X轴导轨(31)，安装座(32)沿垂直X轴导轨(31)方向布置，并与两X轴导轨(31)滑动配合；安装座(32)上沿长度方向安装有位于两X轴导轨(31)之间的Y轴导轨(33)，打磨组件(34)与Y轴导轨(33)滑动配合，打磨组件(34)上布置有可沿铅垂方向产生升降动作的打磨轮(341)。
10.根据权利要求8所述的一种无色差大尺寸薄壁铝合金件FSW制造方法，其特征在于，所述定位板(35)的板面上开设有负压孔(352)，负压孔(352)与负压源连通，从而自下而上负压吸附型材(11)；定位板(35)的板面上沿焊缝长度方向开设有定位槽(351)以供带筋的型材(11)卡接定位。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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