摩托車油箱焊接工藝設(shè)計(jì)

1、摩托車油箱焊接工藝設(shè)計(jì)焊接 2o05(7)?I9?熱輸 AE95kJ/cm500400Zj 掣 300蕾!i霆200I-f瑚OMffi/mm16141210oT23(P23)錚 IA鋼研102J Iiriim2345678910U151925talvs熱輸入=17.7kJ/cm500400300蕾!i霆200I-flOOo厚度/mmoT25(rV.3)M2016141210A 鋼研 1022345678910U151925tals/S圖2小熱輸入時(shí)焊接熱影響區(qū)最高硬度試驗(yàn)結(jié)果圖3大熱輸入時(shí)焊接熱影響區(qū)最 高硬度試驗(yàn)結(jié)果4結(jié)論斜Y坡型口裂紋試驗(yàn)表明,T23(P23)鋼焊接時(shí)預(yù)熱100oC就能避免

2、冷裂紋的產(chǎn)生;鋼研102和T23(P23)最高硬度對(duì)比試驗(yàn)表明,3(P23)鋼焊接時(shí)焊接熱影響區(qū)的淬硬傾向較鋼研102小，即熱影響區(qū)的冷裂傾向較鋼研102小;通過與常用耐熱鋼的碳當(dāng)量對(duì)比表明，盡管3(P23)鋼的高溫性能大大好于15CrMo鋼的高溫性能，但T23(P23)鋼的碳當(dāng)量卻與15CrMo鋼的碳當(dāng)量相當(dāng)山此可見,T23(P23)鋼可焊性較好，小直徑薄壁鋼管焊前可不預(yù)熱，但對(duì)于大直徑厚壁鋼管來說，為避免冷裂紋的產(chǎn)生，焊前必須預(yù)熱至100150oC.對(duì)于3(P23)材料來說，在5007130oC之間無再熱裂紋傾向.(收稿日期20050518)作者簡(jiǎn)介:楊松,1962年岀生，高級(jí)工程師.現(xiàn)從

3、事鍋爐及壓力容器焊接技術(shù)工作.摩托車油箱焊接工藝設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)部第四設(shè)訃研究院(洛陽(yáng)市471039)陳代枝摘要摩托車油箱焊接采用MAGMIG熔化焊工藝和電阻焊工藝.上體左，右半殼直 焊縫視產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同，分別采用對(duì)接熔化焊和搭接縫焊工藝.關(guān)鍵詞:騎式摩托車油箱焊接工藝設(shè)計(jì)WELDINGPROCESSDESIGNFoRTHEo 兒 TANKoFM 0CYCIESCIVICEngineeringCorporationChertDaizhi AbstractMAGandMIGfusionweldingprocessandresistanceweldingprocessareusedtowe ldtheo

4、iltankofmotorcycle Accordingtothedifferentproductstructure,buttfusionweldingprocessandlaps,9-t/nweldi ngprocessareusedtorespectivelyweldleftandrighthalfshellofupperbody,Keywords:oiltankofmotoreyde,weldingprocess,design?20?焊接 20o5（7）0概述摩托車油箱按其所處的位置和形狀，大致可分為三類:騎式油箱，中置式油箱,傾斜式油箱常用焊接工藝方法主要有:電阻焊（點(diǎn)焊，縫焊），釬焊

5、（硬釬焊，軟釬焊），熔化焊其中熔化焊包括MIG焊（熔化極粘性氣體保護(hù)焊）,MAG焊（熔化極活性混合氣體保護(hù)焊）和cO,氣體保護(hù)焊.在大量生產(chǎn)時(shí)，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，工藝水平和生產(chǎn)效率，焊接工藝設(shè)備除采用高效率的縫焊機(jī)外，還有MAGMIG自動(dòng)焊接專機(jī)及焊接機(jī)器人等.1騎式摩托車油箱產(chǎn)品結(jié)構(gòu)摩托車油箱一般III O.Slnin厚的低碳鋼板沖壓，焊接而成以騎式摩托車油箱為例，外形主要山復(fù)雜的曲面，拋物面及其圓弧過渡形成.常見的騎式摩托車油箱結(jié)構(gòu)大同小異，其差別主要在于油箱上體是整體成形件還是山左，右半殼沖壓件焊接而成.油箱上體結(jié)構(gòu)呈鼓肚形殼體，形狀復(fù)雜,深度較大,在壓力機(jī)上整體拉延成形的最大優(yōu)點(diǎn)是取消

6、了對(duì) 接或搭接焊縫，不存在焊接和焊后打磨工作.但是沖 壓生產(chǎn)時(shí)脫模較困難採(cǎi)用聚胺脂脹形工藝時(shí)，因聚 胺脂變形量的限制，局部部位不易被變形的聚胺脂充 滿，還需人工輔助整形，效率較低山于上述原因，整 體拉延和聚胺脂脹形工藝的使用受到一定限制這里 主要介紹普遍采用的由上體左，右半殼沖壓件和下體 沖壓件裝焊而成的油箱焊接丄藝.按照U前國(guó)內(nèi)這種 油箱結(jié)構(gòu)，上體左,右半殼連接方法主要有兩種，即對(duì) 接連接和搭接連接騎式摩托車油箱上體結(jié)構(gòu)如圖1 所示（a）油箱上體（b）上體斷面圖放大左右半殼體對(duì)接左右半殼體搭接圖1騎式摩托車油箱上體結(jié)構(gòu)示意圖上體左，右半殼經(jīng)備料后在機(jī)械壓力機(jī)或液壓機(jī) 上采用模具拉延成形，然后

7、再進(jìn)行左，右半殼分切和修 邊若是搭接縫焊結(jié)構(gòu)，按產(chǎn)品要求在其中一片壓出 搭邊（圖1）.2騎式摩托車油箱焊接工藝設(shè)計(jì)騎式摩托車油箱III多個(gè)沖壓件組合焊接，其中 所屬主要零件有:上體左,右半殼，下體，加油口，出 油口，安裝座和標(biāo)牌連接板等.山此所形成的關(guān)鍵 焊縫有:直焊縫（背縫），周邊焊縫，加油口和出油口 環(huán)焊縫等.主要焊接工藝流程為:上體焊接一下體 焊接一油箱總成焊接一成品檢驗(yàn)一入庫(kù)（或送涂裝 車間）.2油箱上體焊接油箱上體山左，右半殼采用對(duì)接或搭接焊縫連接 為整體，稱為直縫(或背縫)焊接,直縫焊接工藝方法按 照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分，常用的有兩種：2.1.1對(duì)接熔化焊工藝當(dāng)直縫為對(duì)接時(shí)，采用cO2或MA

8、G熔化焊接工 藝為獲得穩(wěn)定的焊接工藝性能和良好的焊接接頭， 通常采用MAG焊接，即熔化極活性混合氣體保護(hù)電 弧焊混合氣體按Ar80%+C0220%即4:1的比例配 置在車間整體工藝設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮將兩種氣體集中 匯流,按比例混合后，通過動(dòng)力管道以0.050.12 MPa的工作壓力經(jīng)過焊槍到達(dá)焊接區(qū).當(dāng)年生產(chǎn)量 較大時(shí)，氮?dú)饪刹捎霉扪b液態(tài)氣體，加熱汽化后與C()2 氣體經(jīng)混合氣體配比器按4:1的比例匯流混合，用管 道輸送到工作崗位使用罐裝液態(tài)氣體除了比使用 瓶裝氨氣經(jīng)濟(jì)外,還減少了生產(chǎn)中的頻繁物流運(yùn)輸. 混合氣體保護(hù)焊電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺少,焊縫成形好， 綜合了純氨或純CO,焊接的優(yōu)點(diǎn)，在摩托車制造

9、業(yè)得 到廣泛應(yīng)用.大量生產(chǎn)時(shí)，為提高自動(dòng)化焊接工藝水平,提高產(chǎn) 品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，在投資許可悄況下，工藝設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu) 先考慮機(jī)器人焊接.上體對(duì)接焊縫山于是從工件內(nèi)面進(jìn)行熔化焊 接,焊后工序簡(jiǎn)單，不需對(duì)焊縫碾平和粗打磨，僅進(jìn) 行精磨拋光即可取消了焊縫碾平和粗打磨工序， 降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率同時(shí)減少了對(duì) 焊縫的反復(fù)輪壓和砂帶的反復(fù)打磨，提高了焊縫強(qiáng) 度,延長(zhǎng)了產(chǎn)品使用壽命，適合大批量生產(chǎn).此種工 藝方法國(guó)內(nèi)外摩托車生產(chǎn)企業(yè)均有采用.例如：焊接 2005（7）721?1995年我院為某摩托車廠做油箱焊接工藝設(shè)計(jì)時(shí)， 上體對(duì)接采用了機(jī)器人焊接工作站（MAG熔化焊）， 如圖2所示.油箱上體左,右半

10、殼接機(jī)器人 焊接夾具 圖2上體對(duì)接機(jī)器人焊接示意圖 2.1.2搭接電阻焊工藝當(dāng)直縫為搭接焊縫時(shí)，采用電阻焊接工藝.在電 阻焊接工藝中，縫焊是用于薄板密封性接頭的主要焊 接方法縫焊時(shí)，滾盤電極代替點(diǎn)焊時(shí)的圓柱形電極， 與工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生一個(gè)個(gè)相互重疊的焊點(diǎn), 形成一條氣密性焊縫縫焊操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高;不需 要焊絲，焊條等填充金屬，成本低;無噪聲，無有害氣 體;廣泛用于薄板沖壓件密封容器的焊接摩托車油 箱就是最典型的焊接件之一 縫焊早已是成熟,穩(wěn)定， 可靠的焊接丄藝，因此，國(guó)內(nèi)外摩托車生產(chǎn)企業(yè)廣泛采 用對(duì)于騎式油箱上體直縫搭接縫焊后，要保持焊縫 表面平整，光滑，美觀，需進(jìn)行焊縫碾平，校正，

11、打磨和 拋光等工作.搭接縫焊設(shè)備一般采用100-200kVA的縫焊機(jī)， U前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的縫焊機(jī)有工頻交流縫焊機(jī)，也有次級(jí) 整流直流縫焊機(jī).焊接程序控制采用微電腦控制,焊 接質(zhì)量穩(wěn)定，可靠油箱焊接常用的國(guó)產(chǎn)縫焊機(jī)有FN150,FZM 一 160B（直流），引進(jìn)設(shè)備如UCS 1803縫焊機(jī)因縫焊機(jī)的控制系統(tǒng)不同（普通控制，微電腦控 制），電流種類不同,焊機(jī)價(jià)格差別也較大,口前國(guó)內(nèi)設(shè) 備價(jià)格一般在615萬(wàn)元之間.2.2加油口環(huán)縫焊接油箱上體有2條關(guān)鍵焊縫，即直焊縫和加油口 環(huán)焊縫其中加油口環(huán)焊縫同樣位于油箱體上方， 是在直縫焊接一焊縫碾平一打磨，拋光一沖孑L翻邊安裝加油口之后進(jìn)行焊接的，同樣要求焊縫成

12、形 好，密封性好，生產(chǎn)效率高，不能有氣孔等缺陷存在. 1996年我院為某廠設(shè)汁的油箱加油口焊接工藝采 用了 MAG自動(dòng)焊專機(jī)取代了廠方原制定的軟釬焊 工藝方案焊接時(shí)焊槍不動(dòng),工件放在回轉(zhuǎn)丄作臺(tái) 上,氣動(dòng)夾緊工件，以500mm/min的焊接速度作勻 速轉(zhuǎn)動(dòng).焊絲選用H08Mn2SiA,直徑0.8InlTl.另 外，加油口環(huán)縫焊接還可采用電弧釬焊工藝，焊接設(shè) 備選用MIG自動(dòng)焊專機(jī).2.3油箱下體焊接騎式摩托車油箱下體焊接工序較簡(jiǎn)單，使用固定 式點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊左右安裝座和出油口連接板等件左右 安裝座在整車裝配時(shí)有定位要求，因此，點(diǎn)焊時(shí)要使用 焊接樣板定位.2.4油箱總成焊接油箱總成焊接，是指上，下體搭

13、接電阻焊,即常說 的周邊縫焊.在縫焊之前先將上，下體采用固定點(diǎn)焊 機(jī)定位點(diǎn)焊2030點(diǎn)，而后采用縫焊機(jī)進(jìn)行周邊縫焊. 縫焊時(shí)山于熔核互相重疊而引起較大分流，因此，焊接 電流應(yīng)比點(diǎn)焊時(shí)增大15%40%.出油口釆用電弧釬焊（MIG焊接）工藝，焊絲直徑 O.SInlTl.lll于出油口零件較小，工藝設(shè)計(jì)時(shí)視具體悄 況也可考慮火焰釬焊工藝.2.5油箱外觀加工，綜合檢查油箱焊后需要對(duì)外觀質(zhì)量，周邊毛刺，焊接飛濺，表面平整度等都要進(jìn)行修整，打磨，拋光，校正和綜合 檢查，保證產(chǎn)品外觀質(zhì)量和焊接質(zhì)量.2.6成品檢驗(yàn)檢驗(yàn)是焊接生產(chǎn)過程中自始自終不可缺少的重要 工序，是保證優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品焊接質(zhì)量的重要措施.焊接檢驗(yàn)分三

14、個(gè)階段進(jìn)行:即焊前，焊接過程中和 焊后成品檢驗(yàn).油箱焊后成品檢驗(yàn)通常使用氣密性試 驗(yàn).氣密性試驗(yàn)常采用試漏槽，槽內(nèi)充滿水，檢驗(yàn)時(shí)先 用橡膠塞將油箱的一個(gè)孑L堵住，然后從另一個(gè)孑L中充 入壓力約為0.152MPa的壓縮空氣，油箱沉入水面下 2040mill的深處，保壓20s,觀察焊縫是否有漏氣現(xiàn) 象，如有漏氣,對(duì)漏氣處進(jìn)行修補(bǔ)后，再次檢驗(yàn),質(zhì)量合 格后打印，噴涂防銹油，入庫(kù)存放，或直接送涂裝車間 進(jìn)行涂裝丄藝.氣密性檢驗(yàn)時(shí)，為防止工件生銹，應(yīng)使用防銹水，冬天寒冷地區(qū)，對(duì)試漏槽的水應(yīng)進(jìn)行加溫，以改善丄人 勞動(dòng)條件.我院1996年為某摩托車廠年產(chǎn)40萬(wàn)個(gè)油箱焊接線所作的工藝設(shè)計(jì)流程表，見表1.22?

15、焊接 2005(7)3結(jié)論我國(guó)是摩托車生產(chǎn)大國(guó)，大型企業(yè)油箱生產(chǎn)工藝都較先進(jìn)，如上體直縫對(duì)接焊縫采用了機(jī)器人焊接，上 體直縫搭接和周邊焊縫廣泛釆用密封性好，效率高的 縫焊工藝.油箱加油口和出油口的環(huán)縫焊接采用了熱 量集中，焊接變形小，飛濺少，電弧穩(wěn)定，焊縫成形美 觀,效率高，自動(dòng)化程度高的MAG自動(dòng)焊專機(jī)和MIG 自動(dòng)焊專機(jī)，取代了焊接變形大，效率低的火焰釬焊和 烙鐵釬焊工藝.下轉(zhuǎn)第29頁(yè)焊接 2005(7)729?成噴濺通過調(diào)整板材尺寸或者配合方式，杜絕邊緣 焊點(diǎn)的產(chǎn)生，可顯著降低噴濺的產(chǎn)生.3.2焊接工藝參數(shù)的影響點(diǎn)焊的焊接工藝參數(shù)對(duì)噴濺的產(chǎn)生影響較大，主要的焊接參數(shù)包括焊接電流,，焊接時(shí)

16、間t和電極壓力由于生產(chǎn)節(jié)拍及生產(chǎn)效率的限制，在白車身的制造過程中往往采用較硬的焊接規(guī)范，焊接時(shí)間較 短.以二層雙面鍍鋅板焊接為例，分別通過調(diào)整焊接 電流及電極壓力參數(shù)，在保證焊接接頭質(zhì)量的前提下 觀察點(diǎn)焊噴濺的產(chǎn)生情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1.表1焊接參數(shù)對(duì)點(diǎn)焊噴濺產(chǎn)生的影響通過表1可以看出，對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，可 以顯著降低點(diǎn)焊噴濺的產(chǎn)生.另外，在保證一次焊接循環(huán)時(shí)間不變的惜況下，采 用一定的焊詢預(yù)熱或者緩升焊接電流,有助于塑性環(huán) 的形成和擴(kuò)展，并且降低焊接加熱過程的劇烈程度，同 樣可以降低焊接噴濺的產(chǎn)生.4結(jié)，論(1) 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，分析了鍍鋅鋼板的點(diǎn)焊特性，以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中點(diǎn)焊噴濺的產(chǎn)生機(jī)

17、理及影響因素.(2) 通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了焊接丄藝參數(shù)及鍍鋅板材的匹配狀況對(duì)點(diǎn)焊噴濺產(chǎn)生的影響，并提出了通過優(yōu)化 參數(shù)及改善板材匹配狀態(tài)等措施來降低噴濺的產(chǎn)生.參考文獻(xiàn)1王麗娟對(duì)我國(guó)鍍鋅鋼板發(fā)展的思考冶金管理,2003(7):1317 2王敬.鍍鋅鋼板點(diǎn)焊工藝研究.汽車工藝與材料,1999,5:48 3HollidayR,ParkerJD,WiniamsNT.Relativecontributionof electrodetipgrowthmechanismsinspotweldingzinccoatedsteels. WeldingintheWorld996,37(4):1861934閻啟，熱鍍鋅鋼板點(diǎn)焊工藝研究.寶鋼技術(shù),2000.5:32-355趙熹華.壓力焊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19886魏洪濤.鍍鋅鋼板點(diǎn)焊