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客車空調螺柱電弧式螺柱焊的實驗研究

作者:admin來源:本網 日期:2017-6-30 15:56:30 人氣: 標簽:

  電弧螺柱焊的應用始于1936年,最開始出現在造船業上。螺柱焊接技術由于具有快速、可靠、操作簡單和成本低等優點,目前在西方發達國家的應用已經相對成熟,螺柱的焊接大約有80%以上是通過電容式和電弧式螺柱焊機完成的。

  近年來,隨著我國經濟水平的快速、穩定提升,電弧式螺柱焊接技術涉及的領域也日益廣泛,國內許多機構和學者對各種應用領域的螺柱焊技術進行了大量研究。

  王克鴻利用散型磁場使得電弧沿螺柱壁旋轉的原理,提出了空心螺柱旋弧焊接新工藝,針對外徑12mm、壁厚3mm的空心螺柱,實現了螺柱焊電弧繞螺柱四周壁的均勻旋轉,接頭強度可保持在330~390MPa區間;池強研制開發了一種步進式電弧螺柱焊槍及其控制系統,提出螺柱低速送進的同時提供足夠的擠壓力可以實現電弧螺柱焊接,并通過彎曲試驗表明螺柱焊接頭能滿足使用要求;葛佳棋對Q235鋼螺柱和6061鋁合金進行釬焊,利用光學顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析等表征方法,對接頭的組織、成分和相組成等進行了分析,力學性能測試表明,接頭的抗剪強度最大為65MPa;黃志林通過對0.7mm基金項目:福建省教育廳科技項目A類產學研專項A13232廈門理工學院國家基金預研項目(XYK201428板厚低碳鋼選用相應的材料進行支撐后進行定位焊接,解決了焊接過程中熱量過多導致的焊接缺陷問題,并保證了螺柱位置精度;劉振國提出焊接前對工件各表面進行自動尋位檢測,焊接過程中對螺柱位置進行修正,并添加了自動補償功能以防止出現斷弧或虛焊缺陷;劉志穎通過螺柱焊技術在660kW風力發電機組地錨焊接過程中大量的生產實踐,總結了螺柱焊易出現的缺欠和缺陷,對焊接接頭產生偏焊的原因進行了分析,提出了預防偏焊、改善焊縫質量的措施;耿雪霏在汽車制造過程中,對厚度為0.8~2.0mm的汽車頂棚和大隔板采用短周期拉弧式螺柱焊,解決其焊接強度和效率問題。

  本文提出一種針對客車空調緊固件螺栓的電弧式螺柱焊接方式,研究客車空調螺栓電弧式螺柱焊的焊接機理,通過電弧式螺柱焊的機械拉伸,該方式由于實現上需要諸如槽鋼鉆孔、攻絲、螺栓預埋與焊接、蒙皮補焊等多道繁瑣的工藝過程,從而使客車頂蓋整體焊裝生產節空調螺栓預埋外觀頂蓋蒙皮與空調螺栓手工弧焊外觀拍較長,且所采用的〔02氣體保護焊接方式焊接表面質量差,焊縫不均勻,密封性差,最終導致客車頂蓋平整度不佳。

  為了提高生產節拍和焊接質量,本文針對客車空調固定螺栓的焊接,提出使用電弧式螺柱焊方式替代原有的螺栓預埋氣體保護焊方式,設計了可以自行更換螺柱的螺柱焊槍,其總體結構如所示。

  所設計的公交車車頂空調螺柱焊接裝置包括了電磁機構、引弧提升機構、復位彈簧機構、自動送料機構以及夾具等,焊槍設計中采用電磁鐵的原理,通過動鐵心將螺柱提升引弧,斷電后在彈簧的恢復力的作用下送入熔池。

  其中,自動送料機構的設計依據左輪手槍換彈原理,和夾具搭配使用,一次可以裝夾6根螺柱,完成1只螺柱焊接后,通過手動撥動轉輪,調節至下一只螺柱進行焊接,可大大減少螺柱裝夾時間,提高焊接工作效率。

  2搭建螺柱焊為焊接平臺的硬件示意圖。

  表1焊接為試件焊接完成后的外觀照片。

  (a)可以看出,螺柱與蒙皮的焊縫區域存在輕微飛濺現象,但整體外觀質量較好。由Ob螺柱焊實驗完成后骨架背面的外觀可以看出,螺柱穿透了蒙皮,較好地焊接在骨架上。

  3螺柱拉伸實驗空調螺柱在客車運行過程中,受到軸向力和徑向力的雙重作用,為了保證行駛安全,螺柱在抗拉強度和抗剪切強度上都有一定的質量要求,其中抗剪切強度取決于螺柱材料強度,而螺柱焊接后的抗拉強度則取決于螺柱焊縫的抗拉強度和螺柱本身的抗拉強度,如果螺柱焊縫的抗拉強度大于螺柱本身抗拉強度,則認為螺柱焊接質量是好的。為了驗證螺柱焊接的質量,搭建了螺柱焊接實驗平臺,并按照國標GB/T2651-2008/ISO4136:2001中規定的焊接接頭拉伸試驗方法,使用萬能試驗機進行螺柱拉伸試驗。

  在萬能材料試驗機上進行拉伸試驗時,所設定拉力F的計算公式為F=nxdVb/4.,d為螺柱直徑,為螺柱的抗拉強度。由公式計算可得,拉力F為50240N.利用工裝夾具將螺柱和骨架試件一上一下分別裝夾,設定拉力值F=50kN,使用萬能試驗機進行螺柱拉伸試驗,將焊接的螺柱沿著軸向力方向拔直至斷裂,所示為螺柱焊拉伸試驗的螺柱斷面外觀圖。

  由中螺柱斷面外觀形貌可見,經過足夠的變形后,螺柱或母材在焊縫區域以外斷裂,表明焊接質量較好。

  4結論1針對客車空調固定螺栓的焊接,使用電弧式螺柱焊學術父流理論/研發/設計/制造方式替代原有的螺栓預埋氣體保護焊方式,設計了可以自行更換螺柱的螺柱焊槍,完成了三維CAD圖紙的繪制。

  2完成螺柱焊實驗平臺的硬件搭建后,使用直徑為10mm的螺柱,進行電弧式螺柱焊的實驗,依據經驗公式設定焊接電流為900A,焊接時間為60ms時,完成了客車空調螺柱的焊接成型。

  3)用萬能試驗機進行螺柱拉伸試驗,通過螺柱斷面外觀形貌觀察,驗證了螺柱穿透焊的焊接質量。

  王克鴻,張德庫,鄭石雄,等。空心螺柱旋弧焊接方法。焊接學池強,張建勛,付繼飛,等。電弧螺柱焊中實現螺柱的低速送進。焊接學報,2005,26(5):23-26.葛佳棋,蔣勇,王克鴻,等。包覆釬料鋁-鋼螺柱焊接頭組織及性黃志林,張亮。一種有效改善薄板螺柱焊焊接質量及精度的方劉振國,金武飛,雷霆,等。不銹鋼高壓開關柜機器人螺柱焊應劉志穎。螺柱焊接頭產生偏焊的原因及其對策。焊接技術,2006,35(2:63-64.耿雪霏。汽車車體部件的螺柱焊工藝。焊接,2004(11):42-43.(編輯昊夫)涂層設備已經出貨。歐瑞康巴爾查斯研發負責人表示:INNOVA是集靈活性和高穩定性于一體的應用技術突破,直以來是歐瑞康巴爾查斯銷量增長的關鍵性因素。“歐瑞康巴爾查斯在8年前推出了INNOVA,并為其定義了新基準。因為涂層設備需要六位數的投資,它們要盡可能地具備靈活性。該負責人補充道”根據需要涂層的零部件和工具的不同以及客戶多樣化的高需求,涂層也需優化來適應不同的應用。“同時,設備必須具有極高的穩定性。否則不能在保證質量的前提下提供經濟實用的服務。在生產環境中,有15種以上的不同涂層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,歐瑞康巴爾查斯研發的P3e涂層工藝,可以在相對低溫的環境中生產具有特殊剛玉結構的高硬度氧化鋁涂層。

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