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CN109514055B - 一种低平板纵梁总成焊接工艺 - Google Patents

一种低平板纵梁总成焊接工艺 Download PDF

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CN109514055B CN201811578421.7A CN201811578421A CN109514055B CN 109514055 B CN109514055 B CN 109514055B CN 201811578421 A CN201811578421 A CN 201811578421A CN 109514055 B CN109514055 B CN 109514055B
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Abstract

本发明属于铝合金焊接技术领域，涉及一种低平板纵梁总成焊接工艺，低平板纵梁包括纵梁前段、位于纵梁前段右下侧的纵梁后段、焊接在纵梁前段和纵梁后段之间的腹板补板、焊接在纵梁前段和腹板补板外侧的堵板以及焊接在纵梁前段和纵梁后段下端的纵梁下翼板，焊接时分四个阶段，具体步骤如下：纵梁前段与腹板补板焊接、纵梁前段与堵板焊接、腹板补板与纵梁后段焊接和纵梁下翼板焊接，通过对低平板纵梁焊接变形的影响因素的分析，提出了防止铝合金纵梁焊接变形的焊接顺序，通过合理安排焊接顺序，能够防止铝合金纵梁焊接变形的产生，保证焊接后的铝合金纵梁能够满足生产要求，也减少了焊后调修量，节省了工时，加快了生产进度。

Description

一种低平板纵梁总成焊接工艺
技术领域
本发明属于铝合金焊接技术领域，涉及一种低平板纵梁总成焊接工艺。
背景技术
铝合金密度2.7g/cm3，仅为钢的1/3，铝合金耐蚀性能佳，不需任何防护措施即可长期维持表面光洁，另外铝合金还具有良好的焊接及塑形加工性能。为满足节能减排的要求，汽车轻量化已成为汽车行业的共识，而大量使用铝合金构件是实现汽车轻量化的最为可行的方式。
低平板半挂车是一种广泛使用的重型运输交通工具，为满足强度要求，目前低平板半挂车多采用钢铁构件；全铝合金低平板半挂车产品虽也见报道，但也主要停留在罐式车和厢式车的层面上，无法拓展到骨架式集装箱半挂车，这主要是因为骨架式集装箱半挂车整车不具有上装总成，且车架总成没有圈梁和地板以及侧横梁等零部件，整车的强度完全由纵梁来承担，对低平板半挂车纵梁的强度要求大幅提高，普通结构的铝合金纵梁无法满足该强度要求。其主要原因是当前市场上流通的铝合金低平板半挂车纵梁焊接的过程中经常会发生变形，使得焊接件组对的准确性降低，最终焊接后的低平板半挂车纵梁力学性能不能满足生产要求。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决通过现有技术中的焊接方法焊接后低平板纵梁生产质量和生产效率低，且焊接后力学性能不能满足生产要求的问题，提供一种低平板纵梁总成焊接工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种低平板纵梁总成焊接工艺，低平板纵梁包括纵梁前段、位于纵梁前段右下侧的纵梁后段、焊接在纵梁前段和纵梁后段之间的腹板补板、焊接在纵梁前段和腹板补板外侧的堵板以及焊接在纵梁前段和纵梁后段下端的纵梁下翼板，焊接时分四个阶段，具体步骤如下：
A、纵梁前段与腹板补板焊接：将纵梁前段、腹板补板弧线段中间留1.5mm焊缝，两边开55°坡口；纵梁前段与腹板补板的两侧采用两层两道对称焊接，其中每层焊缝的焊接电流均为180～200A、焊接电压均为23.2～23.4V、焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为高纯惰性气体、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角为5～20°；焊后矫形调整纵梁前段与腹板补板平面度，保证平面度≤1mm；
B、纵梁前段与堵板焊接：将堵板固定在纵梁前段和腹板补板外侧，采用两层两道对称焊接的方式焊接腹板补板上端与纵梁前段之间焊缝，采用两层两道焊的焊接方式焊接腹板补板两侧与纵梁前段、腹板补板之间焊缝，其中焊接电流均为260～270A、焊接电压均为24.4～24.5V、焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为高纯惰性气体、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角为5～20°；
C、腹板补板与纵梁后段焊接：将整个纵梁竖放在工装上，将纵梁前段抬高并固定，保持纵梁前段和纵梁后段在同一水平方向上，将堵板与纵梁后段连接处开单V型坡口，采用两层两道对称焊接方式焊接V型坡口与纵梁后板侧面，其中内层焊接电流为260～270A、焊接电压为24.4～24.5V，外层焊接电流为220～230A、焊接电压为23.8～24.0V；采用两层两道对称焊接方式焊接V型坡口与纵梁后板上端面，其中内层焊接电流为235～245A、焊接电压为24.1～24.2V，外层焊接电流为210～220A、焊接电压为23.7～23.8V；焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为高纯惰性气体、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角均为5～20°；
D、纵梁下翼板焊接：将纵梁翻转固定在工装上，将纵梁下翼板焊接在整个纵梁下端，其中采用单层单道焊接方式焊接纵梁下翼板与纵梁前段，焊接电流为180～190A、焊接电压为24.2～24.4V；纵梁下翼板与整个纵梁弧形拐角处的焊接方式为三层四道焊，从内到外的焊接参数依次为：第一层焊接电流为265～275A、焊接电压为24.5～24.6V，第二层焊接电流为245～255A、焊接电压为24.2～24.3V，第三层焊接电流为220～230A、焊接电压为23.8～24.0V；纵梁下翼板与纵梁后段的焊接方式为两层三道焊，内层焊接电流为260～270A、焊接电压为24.4～24.5V，外层焊接电流为220～230A、焊接电压为23.8～24.0V，焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为高纯惰性气体、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角均为5～20°。
进一步，步骤A中保护气体为99.999％Ar。
进一步，步骤B焊接腹板补板上端与纵梁前段之间的两层两道对称焊接方式为先打底焊再盖面焊，焊接后将焊缝磨平。
进一步，步骤C整个纵梁竖放在工装上，将纵梁前段用撑子撑起并固定。
进一步，步骤D采用圆孔环焊的焊接方式将纵梁下翼板与纵梁下翼加强板后端平直部位点固；点固长度为50mm，相邻点固间断400mm，纵梁下翼板与纵梁下翼加强板之间间隙≤3mm。
进一步，步骤D焊接前做反变形，将纵梁后段固定在工装平台上，前端用千斤顶顶起，使纵梁前段前端比后端垂直高度高30～40mm左右，具体高度差根据实际生产中焊缝的间隙大小做出相应的调整。
进一步，步骤A～D焊缝焊接前要进行打磨和预热，焊后要将焊缝磨平。
进一步，步骤D焊后整体纵梁矫形保证纵梁前段与纵梁后段水平度误差小于3mm。
进一步，步骤D纵梁后段下端纵梁下翼板端部留有50mm的不焊接部位。
本发明的有益效果在于：
由于铝合金具有导热性好、延展性好等特性，在铝合金焊接过程中，产生的热量会使铝合金发生变形，对焊接件组对的准确性造成困难，并且不能很好的保证焊接后焊道的力学性能；而采用合理的焊接顺序可以减小铝合金型材变形，这在生产实践中是行之有效的好办法。在实际铝合金焊接生产中有许多结构截面形状对称，焊缝布置也对称，但焊后却发生弯曲或扭曲变形，这主要是焊接顺序不合理引起的，也就是各条焊缝引起的变形未能相互抵消，以致发生变形。
焊接顺序是影响焊接结构变形的主要因素之一，安排焊接顺序时应注意下列原则：①所有的焊缝必须都焊到(包括被遮盖焊缝)。②焊枪可达到的焊缝才可以被焊接。③对于有焊缝收缩现象的工件，要先焊成组装件，并在图样上标注工艺放量。④尽量让焊缝无拘束收缩，焊接方向由内向外，由中间向两端。⑤对接焊缝先于角焊缝焊接。⑥Y形坡口不允许有间隙，先焊Y形坡口，再焊V形坡口。⑦对于长焊缝，尽量采用对称焊接，2名焊工从两侧同时对称施焊。这样可以使由各焊缝所引起的变形相互抵消一部分，也可以采用对角线焊法或从中间向两边焊。⑧对于双面焊，焊接顺序以根部清理难易为依据，后焊的一侧应便于前道焊缝的根部清理。⑨尽量避免工件的不必要的多次翻转。⑩先焊接截面较大的焊缝，再焊接截面较小的焊缝。
Figure GDA0002629145420000031
对某些焊缝布置不对称的结构，应该先焊接焊缝少的一侧。
Figure GDA0002629145420000032
先焊短焊缝，后焊长焊缝；先焊横焊缝，后焊纵焊缝。
Figure GDA0002629145420000033
当存在焊接应力时，先焊拉应力区，后焊剪应力和压应力区。
Figure GDA0002629145420000034
位于构件刚性最大的部位最后焊接(尽可能使构件能够自由收缩)。
本发明所公开的低平板纵梁总成焊接工艺，通过对低平板纵梁焊接变形的影响因素的分析，提出了防止铝合金纵梁焊接变形的焊接顺序，通过合理安排焊接顺序，能够防止铝合金纵梁焊接变形的产生，保证焊接后的铝合金纵梁能够满足生产要求，也减少了焊后调修量，节省了工时，加快了生产进度。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明纵梁前段与腹板补板焊接结构示意图；
图2为本发明纵梁前段与堵板焊接结构示意图；
图3为本发明腹板补板与纵梁后段焊接结构示意图一；
图4为本发明腹板补板与纵梁后段焊接结构示意图二；
图5为本发明纵梁下翼板焊接结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
说明书附图中的附图标记包括：
纵梁前段1、腹板补板2、堵板3、纵梁后段4、纵梁下翼板5。
一种低平板纵梁总成焊接工艺，低平板纵梁包括纵梁前段1、位于纵梁前段1右下侧的纵梁后段4、焊接在纵梁前段1和纵梁后段4之间的腹板补板2、焊接在纵梁前段1和腹板补板2外侧的堵板3以及焊接在纵梁前段1和纵梁后段4下端的纵梁下翼板5，焊接时分四个阶段，具体步骤如下：
A、如图1所示的纵梁前段1与腹板补板2焊接：将纵梁前段1、腹板补板2弧线段中间留1.5mm焊缝，两边开55°坡口；纵梁前段1与腹板补板2的两侧采用两层两道对称焊接，其中每层焊缝的焊接电流均为180～200A、焊接电压均为23.2～23.4V、焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为99.999％Ar、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角为5～20°，焊缝焊接前要进行打磨和预热，焊后要将焊缝磨平；焊后矫形调整纵梁前段1与腹板补板2平面度，保证平面度≤1mm；
B、如图2所示的纵梁前段1与堵板3焊接：将堵板3固定在纵梁前段1和腹板补板2外侧，采用两层两道对称焊接的方式焊接腹板补板2上端与纵梁前段1之间焊缝，焊接方式为先打底焊再盖面焊，焊接后将焊缝磨平；采用两层两道焊的焊接方式焊接腹板补板2两侧与纵梁前段1、腹板补板2之间焊缝，其中焊接电流均为260～270A、焊接电压均为24.4～24.5V、焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为99.999％Ar、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角为5～20°，焊缝焊接前要进行打磨和预热，焊后要将焊缝磨平；
C、如图3～4所示的腹板补板2与纵梁后段4焊接：将整个纵梁竖放在工装上，将纵梁前段1用撑子撑起并固定，保持纵梁前段1和纵梁后段4在同一水平方向上，将堵板3与纵梁后段4连接处开单V型坡口，采用两层两道对称焊接方式焊接V型坡口与纵梁后板侧面，其中内层焊接电流为260～270A、焊接电压为24.4～24.5V，外层焊接电流为220～230A、焊接电压为23.8～24.0V；采用两层两道对称焊接方式焊接V型坡口与纵梁后板上端面，其中内层焊接电流为235～245A、焊接电压为24.1～24.2V，外层焊接电流为210～220A、焊接电压为23.7～23.8V；焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为99.999％Ar、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角均为5～20°，焊缝焊接前要进行打磨和预热，焊后要将焊缝磨平；
D、如图5所示的纵梁下翼板5焊接：将纵梁翻转固定在工装上，采用圆孔环焊的焊接方式将纵梁下翼板5与纵梁下翼加强板后端平直部位点固；点固长度为50mm，相邻点固间断400mm，纵梁下翼板5与纵梁下翼加强板之间间隙≤3mm。同时焊接前做反变形，将纵梁后段4固定在工装平台上，前端用千斤顶顶起，使纵梁前段1前端比后端垂直高度高30～40mm左右，具体高度差根据实际生产中焊缝的间隙大小做出相应的调整。将纵梁下翼板5焊接在整个纵梁下端，其中采用单层单道焊接方式焊接纵梁下翼板5与纵梁前段1，焊接电流为180～190A、焊接电压为24.2～24.4V；纵梁下翼板5与整个纵梁弧形拐角处的焊接方式为三层四道焊，从内到外的焊接参数依次为：第一层焊接电流为265～275A、焊接电压为24.5～24.6V，第二层焊接电流为245～255A、焊接电压为24.2～24.3V，第三层焊接电流为220～230A、焊接电压为23.8～24.0V；纵梁下翼板5与纵梁后段4的焊接方式为两层三道焊，内层焊接电流为260～270A、焊接电压为24.4～24.5V，外层焊接电流为220～230A、焊接电压为23.8～24.0V，焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为99.999％Ar、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角均为5～20°，焊缝焊接前要进行打磨和预热，焊后要将焊缝磨平。
步骤D纵梁后段4下端纵梁下翼板5端部留有50mm的不焊接部位。焊后整体纵梁矫形保证纵梁前段1与纵梁后段4水平度误差小于3mm。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种低平板纵梁总成焊接工艺，其特征在于，低平板纵梁包括纵梁前段、位于纵梁前段右下侧的纵梁后段、焊接在纵梁前段和纵梁后段之间的腹板补板、焊接在纵梁前段和腹板补板外侧的堵板以及焊接在纵梁前段和纵梁后段下端的纵梁下翼板，焊接时分四个阶段，具体步骤如下：
A、纵梁前段与腹板补板焊接：将纵梁前段、腹板补板弧线段中间留1.5mm焊缝，两边开55°坡口；纵梁前段与腹板补板的两侧采用两层两道对称焊接，其中每层焊缝的焊接电流均为180～200A、焊接电压均为23.2～23.4V、焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为高纯惰性气体、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角为5～20°；焊后矫形调整纵梁前段与腹板补板平面度，保证平面度≤1mm；
B、纵梁前段与堵板焊接：将堵板固定在纵梁前段和腹板补板外侧，采用两层两道对称焊接的方式焊接腹板补板上端与纵梁前段之间焊缝，采用两层两道焊的焊接方式焊接腹板补板两侧与纵梁前段、腹板补板之间焊缝，其中焊接电流均为260～270A、焊接电压均为24.4～24.5V、焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为高纯惰性气体、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角为5～20°；
C、腹板补板与纵梁后段焊接：将整个纵梁竖放在工装上，将纵梁前段抬高并固定，保持纵梁前段和纵梁后段在同一水平方向上，将堵板与纵梁后段连接处开单V型坡口，采用两层两道对称焊接方式焊接V型坡口与纵梁后板侧面，其中内层焊接电流为260～270A、焊接电压为24.4～24.5V，外层焊接电流为220～230A、焊接电压为23.8～24.0V；采用两层两道对称焊接方式焊接V型坡口与纵梁后板上端面，其中内层焊接电流为235～245A、焊接电压为24.1～24.2V，外层焊接电流为210～220A、焊接电压为23.7～23.8V；焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为高纯惰性气体、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角均为5～20°；
D、纵梁下翼板焊接：将纵梁翻转固定在工装上，将纵梁下翼板焊接在整个纵梁下端，其中采用单层单道焊接方式焊接纵梁下翼板与纵梁前段，焊接电流为180～190A、焊接电压为24.2～24.4V；纵梁下翼板与整个纵梁弧形拐角处的焊接方式为三层四道焊，从内到外的焊接参数依次为：第一层焊接电流为265～275A、焊接电压为24.5～24.6V，第二层焊接电流为245～255A、焊接电压为24.2～24.3V，第三层焊接电流为220～230A、焊接电压为23.8～24.0V；纵梁下翼板与纵梁后段的焊接方式为两层三道焊，内层焊接电流为260～270A、焊接电压为24.4～24.5V，外层焊接电流为220～230A、焊接电压为23.8～24.0V，焊接速度均为8～10mm/s、保护气体均为高纯惰性气体、保护气体流量均为18～22L/min、焊枪与垂直方向倾角均为5～20°。
2.如权利要求1所述的低平板纵梁总成焊接工艺，其特征在于，步骤A中保护气体为99.999％Ar。
3.如权利要求1所述的低平板纵梁总成焊接工艺，其特征在于，步骤B焊接腹板补板上端与纵梁前段之间的两层两道对称焊接方式为先打底焊再盖面焊，焊接后将焊缝磨平。
4.如权利要求1所述的低平板纵梁总成焊接工艺，其特征在于，步骤C整个纵梁竖放在工装上，将纵梁前段用撑子撑起并固定。
5.如权利要求1所述的低平板纵梁总成焊接工艺，其特征在于，步骤D采用圆孔环焊的焊接方式将纵梁下翼板与纵梁下翼加强板后端平直部位点固；点固长度为50mm，相邻点固间断400mm，纵梁下翼板与纵梁下翼加强板之间间隙≤3mm。
6.如权利要求5所述的低平板纵梁总成焊接工艺，其特征在于，步骤D焊接前做反变形，将纵梁后段固定在工装平台上，前端用千斤顶顶起，使纵梁前段前端比后端垂直高度高30～40mm，具体高度差根据实际生产中焊缝的间隙大小做出相应的调整。
7.如权利要求1～6任一所述的低平板纵梁总成焊接工艺，其特征在于，步骤A～D焊缝焊接前要进行打磨和预热，焊后要将焊缝磨平。
8.如权利要求7所述的低平板纵梁总成焊接工艺，其特征在于，步骤D焊后整体纵梁矫形保证纵梁前段与纵梁后段水平度误差小于3mm。
9.如权利要求7所述的低平板纵梁总成焊接工艺，其特征在于，步骤D纵梁后段下端纵梁下翼板端部留有50mm的不焊接部位。
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