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客车空调螺柱电弧式螺柱焊的实验研究

作者:admin来源:本网 日期:2017-6-30 15:56:30 人气: 标签:

  电弧螺柱焊的应用始于1936年,最开始出现在造船业上。螺柱焊接技术由于具有快速、可靠、操作简单和成本低等优点,目前在西方发达国家的应用已经相对成熟,螺柱的焊接大约有80%以上是通过电容式和电弧式螺柱焊机完成的。

  近年来,随着我国经济水平的快速、稳定提升,电弧式螺柱焊接技术涉及的领域也日益广泛,国内许多机构和学者对各种应用领域的螺柱焊技术进行了大量研究。

  王克鸿利用散型磁场使得电弧沿螺柱壁旋转的原理,提出了空心螺柱旋弧焊接新工艺,针对外径12mm、壁厚3mm的空心螺柱,实现了螺柱焊电弧绕螺柱四周壁的均匀旋转,接头强度可保持在330~390MPa区间;池强研制开发了一种步进式电弧螺柱焊枪及其控制系统,提出螺柱低速送进的同时提供足够的挤压力可以实现电弧螺柱焊接,并通过弯曲试验表明螺柱焊接头能满足使用要求;葛佳棋对Q235钢螺柱和6061铝合金进行钎焊,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等表征方法,对接头的组织、成分和相组成等进行了分析,力学性能测试表明,接头的抗剪强度最大为65MPa;黄志林通过对0.7mm基金项目:福建省教育厅科技项目A类产学研专项A13232厦门理工学院国家基金预研项目(XYK201428板厚低碳钢选用相应的材料进行支撑后进行定位焊接,解决了焊接过程中热量过多导致的焊接缺陷问题,并保证了螺柱位置精度;刘振国提出焊接前对工件各表面进行自动寻位检测,焊接过程中对螺柱位置进行修正,并添加了自动补偿功能以防止出现断弧或虚焊缺陷;刘志颖通过螺柱焊技术在660kW风力发电机组地锚焊接过程中大量的生产实践,总结了螺柱焊易出现的缺欠和缺陷,对焊接接头产生偏焊的原因进行了分析,提出了预防偏焊、改善焊缝质量的措施;耿雪霏在汽车制造过程中,对厚度为0.8~2.0mm的汽车顶棚和大隔板采用短周期拉弧式螺柱焊,解决其焊接强度和效率问题。

  本文提出一种针对客车空调紧固件螺栓的电弧式螺柱焊接方式,研究客车空调螺栓电弧式螺柱焊的焊接机理,通过电弧式螺柱焊的机械拉伸,该方式由于实现上需要诸如槽钢钻孔、攻丝、螺栓预埋与焊接、蒙皮补焊等多道繁琐的工艺过程,从而使客车顶盖整体焊装生产节空调螺栓预埋外观顶盖蒙皮与空调螺栓手工弧焊外观拍较长,且所采用的〔02气体保护焊接方式焊接表面质量差,焊缝不均匀,密封性差,最终导致客车顶盖平整度不佳。

  为了提高生产节拍和焊接质量,本文针对客车空调固定螺栓的焊接,提出使用电弧式螺柱焊方式替代原有的螺栓预埋气体保护焊方式,设计了可以自行更换螺柱的螺柱焊枪,其总体结构如所示。

  所设计的公交车车顶空调螺柱焊接装置包括了电磁机构、引弧提升机构、复位弹簧机构、自动送料机构以及夹具等,焊枪设计中采用电磁铁的原理,通过动铁心将螺柱提升引弧,断电后在弹簧的恢复力的作用下送入熔池。

  其中,自动送料机构的设计依据左轮手枪换弹原理,和夹具搭配使用,一次可以装夹6根螺柱,完成1只螺柱焊接后,通过手动拨动转轮,调节至下一只螺柱进行焊接,可大大减少螺柱装夹时间,提高焊接工作效率。

  2搭建螺柱焊为焊接平台的硬件示意图。

  表1焊接为试件焊接完成后的外观照片。

  (a)可以看出,螺柱与蒙皮的焊缝区域存在轻微飞溅现象,但整体外观质量较好。由Ob螺柱焊实验完成后骨架背面的外观可以看出,螺柱穿透了蒙皮,较好地焊接在骨架上。

  3螺柱拉伸实验空调螺柱在客车运行过程中,受到轴向力和径向力的双重作用,为了保证行驶安全,螺柱在抗拉强度和抗剪切强度上都有一定的质量要求,其中抗剪切强度取决于螺柱材料强度,而螺柱焊接后的抗拉强度则取决于螺柱焊缝的抗拉强度和螺柱本身的抗拉强度,如果螺柱焊缝的抗拉强度大于螺柱本身抗拉强度,则认为螺柱焊接质量是好的。为了验证螺柱焊接的质量,搭建了螺柱焊接实验平台,并按照国标GB/T2651-2008/ISO4136:2001中规定的焊接接头拉伸试验方法,使用万能试验机进行螺柱拉伸试验。

  在万能材料试验机上进行拉伸试验时,所设定拉力F的计算公式为F=nxdVb/4.,d为螺柱直径,为螺柱的抗拉强度。由公式计算可得,拉力F为50240N.利用工装夹具将螺柱和骨架试件一上一下分别装夹,设定拉力值F=50kN,使用万能试验机进行螺柱拉伸试验,将焊接的螺柱沿着轴向力方向拔直至断裂,所示为螺柱焊拉伸试验的螺柱断面外观图。

  由中螺柱断面外观形貌可见,经过足够的变形后,螺柱或母材在焊缝区域以外断裂,表明焊接质量较好。

  4结论1针对客车空调固定螺栓的焊接,使用电弧式螺柱焊学术父流理论/研发/设计/制造方式替代原有的螺栓预埋气体保护焊方式,设计了可以自行更换螺柱的螺柱焊枪,完成了三维CAD图纸的绘制。

  2完成螺柱焊实验平台的硬件搭建后,使用直径为10mm的螺柱,进行电弧式螺柱焊的实验,依据经验公式设定焊接电流为900A,焊接时间为60ms时,完成了客车空调螺柱的焊接成型。

  3)用万能试验机进行螺柱拉伸试验,通过螺柱断面外观形貌观察,验证了螺柱穿透焊的焊接质量。

  王克鸿,张德库,郑石雄,等。空心螺柱旋弧焊接方法。焊接学池强,张建勋,付继飞,等。电弧螺柱焊中实现螺柱的低速送进。焊接学报,2005,26(5):23-26.葛佳棋,蒋勇,王克鸿,等。包覆钎料铝-钢螺柱焊接头组织及性黄志林,张亮。一种有效改善薄板螺柱焊焊接质量及精度的方刘振国,金武飞,雷霆,等。不锈钢高压开关柜机器人螺柱焊应刘志颖。螺柱焊接头产生偏焊的原因及其对策。焊接技术,2006,35(2:63-64.耿雪霏。汽车车体部件的螺柱焊工艺。焊接,2004(11):42-43.(编辑昊夫)涂层设备已经出货。欧瑞康巴尔查斯研发负责人表示:INNOVA是集灵活性和高稳定性于一体的应用技术突破,直以来是欧瑞康巴尔查斯销量增长的关键性因素。“欧瑞康巴尔查斯在8年前推出了INNOVA,并为其定义了新基准。因为涂层设备需要六位数的投资,它们要尽可能地具备灵活性。该负责人补充道”根据需要涂层的零部件和工具的不同以及客户多样化的高需求,涂层也需优化来适应不同的应用。“同时,设备必须具有极高的稳定性。否则不能在保证质量的前提下提供经济实用的服务。在生产环境中,有15种以上的不同涂层可以不受限地用于不同基材制成的工具、零部件和零件。例如年,欧瑞康巴尔查斯研发的P3e涂层工艺,可以在相对低温的环境中生产具有特殊刚玉结构的高硬度氧化铝涂层。

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