用于多功能穩(wěn)定桿的激光?MIG復(fù)合多層多道的焊接方法與流程

本發(fā)明屬于焊接領(lǐng)域，具體指代一種用于汽車多功能穩(wěn)定桿的激光-MIG復(fù)合多層多道的焊接方法。
背景技術(shù)：
：隨著汽車制造產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ钜踩遮叡憬?，給人類生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來極大便利。橫向穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu)能提高懸架傾側(cè)角剛度，減少車身傾角，防止過大的橫向傾側(cè)，保持車身平衡，在汽車制造中扮演著重要角色。由此，對汽車制造產(chǎn)業(yè)中焊接技術(shù)，特別是橫向穩(wěn)定桿的焊接應(yīng)力變形控制的要求越來越高。對于橫向穩(wěn)定桿的制造，主要采用實心穩(wěn)定桿。目前發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用管材代替實心材料制造穩(wěn)定桿，能在制造過程中減輕汽車重量，節(jié)約原材料，減少能耗，從而達(dá)到汽車輕量化的目標(biāo)，此項創(chuàng)新已經(jīng)成為汽車加工制造業(yè)的一項重要技術(shù)。如何以最低成本、最高效率、最簡工藝制造合格的空心穩(wěn)定桿是汽車性能優(yōu)化的研究方向。目前，管材焊接通常采用電弧焊方法，由于電弧焊焊接速度較慢、焊接熱輸入大，容易出現(xiàn)焊接裂紋、接頭軟化、焊接變形量大等問題，增大了焊后矯正變形的工作量，大大降低了焊接效率和接頭質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對汽車多功能穩(wěn)定桿的質(zhì)量提出了更高的要求。激光焊接由于具有能量密度高、熱輸入量低、焊接速度快、焊縫熱影響區(qū)窄、焊接變形小等優(yōu)點，而越來越多的應(yīng)用于管材焊接。英國學(xué)者WMSteen首先提出激光與TIG復(fù)合熱源焊接的概念，這種方法綜合了激光和電弧的優(yōu)點，是一種優(yōu)質(zhì)、高效的焊接新技術(shù)，它利用激光和電弧的特點組成復(fù)合焊接熱源，具有能量密度高、熱輸入量低、熔深大、焊接速度快、變形小及裝配間隙適應(yīng)強等優(yōu)點，有利于提高汽車多功能穩(wěn)定桿的接頭質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前，我國激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用尚處于起步階段，因此，研究激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)在汽車橫向空心穩(wěn)定桿制造工藝中的應(yīng)用具有重要的實用價值和應(yīng)用前景。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于多功能穩(wěn)定桿的激光-MIG復(fù)合多層多道的焊接方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)電弧焊焊接速度慢，熱輸入大、容易出現(xiàn)焊接裂紋等問題；本發(fā)明通過合理選材，合理制定焊接參數(shù)，可有效防止焊接裂紋、接頭軟化等問題的出現(xiàn)，降低了焊后矯正變形的工作量，大大提高了焊接效率和接頭質(zhì)量。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一種用于多功能穩(wěn)定桿的激光-MIG復(fù)合多層多道的焊接方法，包括步驟如下：(1)焊前準(zhǔn)備，包括選定合理的焊接材料；將待焊的片簧開好坡口并清理，對片簧和軸套進(jìn)行預(yù)熱，用夾具對片簧和軸套進(jìn)行固定；將扭桿與片簧進(jìn)行夾裝固定，進(jìn)行預(yù)熱；(2)設(shè)定焊接參數(shù)，包括激光功率、焊接速度、電流和電壓；(3)進(jìn)行激光-MIG復(fù)合多層多道焊接；(4)緩冷處理。優(yōu)選地，所述片簧材料為25CrMo4，軸套和扭桿為33MnCrB5-2。優(yōu)選地，焊前預(yù)熱溫度為250℃～280℃，時間120±5分鐘。優(yōu)選地，所述的坡口為單邊V型坡口，利用砂輪機(jī)對坡口進(jìn)行打磨清理，去除油污和氧化物，直至露出金屬光澤；片簧和軸套連接處為環(huán)焊縫，雙面焊接，坡口角度為20°～30°。優(yōu)選地，所述軸套與片簧焊接順序依次為：將兩個片簧的兩端分別與軸套焊接，分別對第一軸套焊縫和第二軸套焊縫進(jìn)行打底；加工第一軸套焊縫的蓋面層和第二軸套焊縫的蓋面層；分別對第一片簧的第一焊縫和第二片簧的第一焊縫進(jìn)行打底；加工第一片簧的第一焊縫的蓋面層和第二片簧的第一焊縫的蓋面層。優(yōu)選地，所述片簧和軸套的激光-MIG復(fù)合焊接的焊接層數(shù)為2層，每層采用環(huán)形焊接路徑進(jìn)行填充，焊接方向依次交替光絲間距為1.5mm；電弧在前，每層的焊接參數(shù)為：打底層的激光功率為3700±100W、電流為170±10A、電壓為21±2V、焊接速度為1.0m/min；蓋面層的激光功率為3000±100W、電流為190±10A、電壓為23±2V、焊接速度為0.9m/min。優(yōu)選地，所述扭桿與片簧焊接順序依次為：扭桿的第一焊縫的打底層，扭桿的第二焊縫的打底層，第一片簧的第二焊縫的打底層，第二片簧的第二焊縫的打底層，扭桿的第一焊縫的填充層，扭桿的第二焊縫的填充層，第一片簧的第二焊縫的填充層，第二片簧的第二焊縫的填充層，扭桿的第一焊縫的蓋面層，扭桿的第二焊縫的蓋面層，第一片簧的第二焊縫的蓋面層，第二片簧的第二焊縫的蓋面層。優(yōu)選地，所述的扭桿與片簧的激光-MIG復(fù)合焊接的焊接層數(shù)為3層，每層采用環(huán)形焊接路徑進(jìn)行填充，焊接方向依次交替；光絲間距為1.5mm；電弧在前，每層的焊接參數(shù)為：打底層的激光功率為4300±100W、電流為200±10A、電壓為22±2V、焊接速度為1.1m/min；填充層的激光功率為3600±100W、電流為220±10A、電壓為23±2V、焊接速度為1.0m/min；蓋面層的激光功率為3200±100W、電流為240±10A、電壓為24±2V、焊接速度為0.9m/min。優(yōu)選地，所述緩冷處理為全部焊接工作完成后將穩(wěn)定桿的焊縫部分全部埋入石英砂坑中，進(jìn)行保溫緩冷處理，時間大于3小時。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的用于多功能穩(wěn)定桿激光-MIG復(fù)合多層多道焊的焊接方法，能有效降低焊后工件的應(yīng)力變形；解決了目前多功能穩(wěn)定桿的焊接方法中存在的焊接工序多、焊接工作量大、應(yīng)力變形不易控制、焊接質(zhì)量差、焊接缺陷多及焊接效率低等問題。通過調(diào)節(jié)激光光束，利用激光對電弧的吸引和壓縮作用，一方面能夠調(diào)整焊縫焊接熱輸入以及焊縫熔池的形狀及尺寸，降低對管材的熱損傷；另一方面激光與電弧作用能夠提高電弧的穩(wěn)定性，實現(xiàn)高速焊接以及填充材料的連續(xù)穩(wěn)定過渡，進(jìn)而提高焊接效率。本發(fā)明的方法具備高速、低熱損傷以及焊接變形可控等優(yōu)點，能夠滿足汽車多功能穩(wěn)定桿的制備需求。附圖說明圖1為多功能橫向穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu)與焊縫位置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為扭桿與片簧結(jié)合后坡口局部細(xì)節(jié)示意圖；圖3為片簧與軸套結(jié)合后坡口局部細(xì)節(jié)示意圖；圖4為焊接方向與焊接設(shè)備示意圖；圖中：1為第一軸套焊縫，2為第二軸套焊縫，3為軸套，4為片簧，5為扭桿，6為第一片簧的第一焊縫，7為第二片簧的第一焊縫，8為第一片簧的第二焊縫，9為第二片簧的第二焊縫，10為扭桿的第一焊縫，11為扭桿的第二焊縫。具體實施方式為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，實施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。參照圖1至圖4所示，實施例的中橫向穩(wěn)定桿包括：用于橫向多功能穩(wěn)定桿的軸套3、片簧4和扭桿5，所述軸套3、片簧4和扭桿5為三種合金結(jié)構(gòu)鋼。其中，片簧的材料為25CrMo4，化學(xué)成分百分比為：C：0.22％～0.29％，Mn：0.60％～0.90％，Si：0.10％～0.40％，Cr：0.90％～1.20％，Mo：0.15％～0.30％，S：≤0.035％，P：≤0.035％，余量為Fe和微量元素；軸套和扭桿的材料為33MnCrB5-2，化學(xué)成分百分比為：C：0.32％～0.4％，Mn：0.40％～0.70％，Si：0.17％～0.37％，Cr：0.80％～1.10％，Mo：0.15％～0.25％，S：≤0.035％，P：≤0.035％，余量為Fe和微量元素。所用的焊接填充材料為MEGAFIL807M，焊絲直徑為1.4mm。焊接設(shè)備的選用：YLS-6000光纖激光器、松下焊機(jī)YD-500GR。本發(fā)明的一種用于多功能穩(wěn)定桿的激光-MIG復(fù)合多層多道的焊接方法，包括步驟如下：首先將待焊的片簧4開好坡口并清理；對片簧4和軸套3進(jìn)行預(yù)熱，用夾具對片簧4和軸套3進(jìn)行固定，設(shè)定焊接參數(shù)，進(jìn)行激光-MIG復(fù)合多層多道焊接，焊后進(jìn)行緩冷處理；然后再將扭桿5與片簧4進(jìn)行夾裝固定，進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱完成后進(jìn)行激光-MIG復(fù)合多層多道焊接；焊后進(jìn)行緩冷處理。其中，所述片簧材料為25CrMo4，軸套和扭桿為33MnCrB5-2。其中，焊前預(yù)熱溫度為250℃～280℃，時間120±5分鐘。其中，所述的坡口為單邊V型坡口，利用砂輪機(jī)對坡口進(jìn)行打磨清理，去除油污和氧化物，直至露出金屬光澤；片簧和軸套連接處為環(huán)焊縫，雙面焊接，坡口角度為20°～30°。其中，所述軸套3與片簧4焊接順序依次為：將兩個片簧的兩端分別與軸套3焊接，分別對第一軸套焊縫1和第二軸套焊縫2進(jìn)行打底；加工第一軸套焊縫1的蓋面層和第二軸套焊縫2的蓋面層；分別對第一片簧的第一焊縫6和第二片簧的第一焊縫7進(jìn)行打底；加工第一片簧的第一焊縫6的蓋面層和第二片簧的第一焊縫7的蓋面層。其中，所述片簧4和軸套3的激光-MIG復(fù)合焊接的焊接層數(shù)為2層，每層采用環(huán)形焊接路徑進(jìn)行填充，焊接方向依次交替光絲間距為1.5mm；電弧在前，每層的焊接參數(shù)如下表1：表1焊接層數(shù)激光功率(W)電流(A)電壓(V)焊接速度(m/min)打底層3700±100170±1021±21.0蓋面層3000±100190±1023±20.9其中，所述扭桿5與片簧4焊接順序依次為：扭桿的第一焊縫10的打底層，扭桿的第二焊縫11的打底層，第一片簧的第二焊縫8的打底層，第二片簧的第二焊縫9的打底層，扭桿的第一焊縫10的填充層，扭桿的第二焊縫11的填充層，第一片簧的第二焊縫8的填充層，第二片簧的第二焊縫9的填充層，扭桿的第一焊縫10的蓋面層，扭桿的第二焊縫11的蓋面層，第一片簧的第二焊縫8的蓋面層，第二片簧的第二焊縫9的蓋面層。其中，所述的扭桿5與片簧4的激光-MIG復(fù)合焊接的焊接層數(shù)為3層，每層采用環(huán)形焊接路徑進(jìn)行填充，焊接方向依次交替；光絲間距為1.5mm；電弧在前，每層的焊接參數(shù)如下表2：表2焊接層數(shù)激光功率(W)電流(A)電壓(V)焊接速度(m/min)打底層4300±100200±1022±21.1填充層3600±100220±1023±21.0蓋面層3200±100240±1024±20.9其中，所述緩冷處理為全部焊接工作完成后將穩(wěn)定桿的焊縫部分全部埋入石英砂坑中，進(jìn)行保溫緩冷處理，時間大于3小時。本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3