本發明專利技術公開了一種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法及其裝置，所述方法采用夾緊機構在電弧點焊裝置上實施，其通過所述夾緊機構將待焊輕金屬板夾緊，將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設置且焊絲對準待焊點位置，向待焊點位置預先通入保護氣體后，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化輕金屬板，經過收弧階段后形成熔焊接頭。本發明專利技術降低了由于輕金屬線膨脹系數大而引起的較大變形，極大地提高了點焊接頭質量及其穩定性，具有成本低、易于推廣應用的優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種電弧點焊方法，具體涉及一種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法及其裝置，屬于焊接
技術介紹
鋁、鎂等輕金屬材料具有密度小、比強度高等特點，因此用輕金屬材料替代傳統鋼材已成為汽車輕量化最主要的方法之一，這就涉及到輕金屬之間連接的問題。鋁、鎂等輕金屬連接技術主要包括電阻點焊、攪拌摩擦點焊、半空心鉚釘自沖鉚接等。電阻點焊技術普遍應用于鋼板車身的連接，而鋁、鎂等輕金屬均具有熱導率大、電阻率低、線膨脹系數大等特點，因此導致電阻點焊時能耗變高，電極表面磨損較快，焊核夾雜氣孔嚴重，焊接過程產生飛濺，接頭質量不穩定等問題；攪拌摩擦點焊屬于固相連接技術，具有較低的能量輸入、較小的變形等優點，雖然一定程度上避免了上述問題，但焊接結束后會留下工藝孔匙，容易產生應力集中，而且使接頭強度降低，由德國專利技術的回填式攪拌摩擦點焊技術雖然焊后不會留下工藝孔匙，但其裝備結構復雜，成本及控制精度要求高，且焊接速度慢；半空心鉚釘自沖鉚接是應用較為廣泛的輕金屬連接技術，該方法使鉚釘與板料之間形成牢固互鎖的機械冷成形工藝，能夠有效地避免輕金屬熔化焊時存在的問題，具有較高強度，但通常鋁、鎂等輕金屬延展率較低，因此鉚接輕金屬材料時接頭容易產生裂紋甚至脆裂，而且鉚接薄板時對鉚釘模具組合設計要求高，同時鉚釘會使成本上升，而且無形中增加車身質量。經過對現有技術的檢索發現，Fronius基于熔化極惰性氣體保護焊(MIG)專利技術了一種稱作冷金屬過渡(Cold Metal Transfer，簡稱CMT)的電弧焊工藝。由于CMT方法通過數字化控制使焊絲回抽實現金屬熔滴的過渡，與常規的電弧焊工藝相比熱輸入大大降低，成為一種極具應用前景的輕金屬連接方法。目前該方法通常用于縫焊，而鋁、鎂等輕金屬材料線膨脹系數大，尤其在焊接薄板時接頭會存在很大的焊接變形，難以很好地完成輕金屬間的連接。
技術實現思路
本專利技術針對上述現有技術存在的不足，提供一種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法及其裝置，即采用夾緊機構結合冷金屬過渡電弧焊技術(簡稱CMT)點焊，并在焊接結束前加入收弧階段，以解決連續縫焊導致的接頭嚴重變形的問題，從而提高點焊的接頭質量及其穩定性。本專利技術是通過以下技術方案實現的—種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，采用夾緊機構在電弧點焊裝置上實施，其通過所述夾緊機構將待焊輕金屬板夾緊，將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設置且焊絲對準待焊點位置，向待焊點位置預先通入保護氣體后，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化輕金屬板，經過收弧階段后形成熔焊接頭。所述的CMT模式是指通過數字化控制使焊絲回抽實現金屬熔滴的過渡。所述的收弧階段是指焊接結束前改變工藝參數進行焊接的過程。所述的輕金屬電弧點焊方法包括以下步驟第一步、將一輕金屬板重疊放置于另一輕金屬板上，并通過帶有墊塊的所述夾緊機構將其夾緊，該墊塊位于下層輕金屬板的待焊點位置之下，并與下層輕金屬板緊緊貼合；第二步、將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設置且焊絲對準待焊點位置；第三步、向待焊點位置預先通入保護氣體后，采用預先設定好的焊接參數，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化上、下層輕金屬板，該焊接參數為焊接電流127A178A，焊接電壓15. 3V 17. 0V，送絲速度6. 0m/mirT8. Om/min以及焊接時間O. 3s 1. 9s ；第四步、進入收弧階段，采用預先設定好的收弧參數進行收弧焊接，收弧結束形成熔焊接頭，熄滅電弧并繼續通入保護氣體防止接頭氧化，該收弧參數為收弧電流16A 85A，收弧電壓IOV 12. 6V,收弧時間O.1s 1. Os。所述的待焊輕金屬板為鋁合金或鎂合金。本專利技術的另一技術方案為一種用于所述基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的夾緊機構，其包括墊塊、壓塊和壓緊執行機構，所述墊塊緊貼于重疊放置的兩待焊輕金屬板的下層輕金屬板的下面，所述壓塊壓置于該兩待焊輕金屬板的上層輕金屬板的上面，所述壓緊執行機構分別連接且驅動壓塊和墊塊將兩待焊輕金屬板夾緊。所述的墊塊的基體材料為高熔點材料，該高熔點材料為銅或陶瓷。所述的壓緊執行機構為機械、液壓或氣壓傳動機構。本專利技術的又一技術方案為一種用于所述基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的電弧點焊裝置，其包括CMT電弧焊系統、焊絲、氣瓶、機器人控制柜和機器人，其中，CMT電弧焊系統與機器人控制柜相連并傳輸焊接控制信號，焊絲裝于CMT電弧焊系統中，充有氬氣的氣瓶與CMT電弧焊系統連通，機器人控制柜與機器人相連并傳輸機器人運動控制信號。所述的CMT電弧焊系統包括焊槍、送絲機、主機電源和冷卻液箱，其中，焊槍裝在所述機器人的端部，并且與送絲機、主機電源、冷卻液箱依次相連，送絲機由主機電源控制，所述焊絲裝置在送絲機和焊槍中，冷卻液箱由主機電源提供電源和控制信號以冷卻整個CMT電弧焊系統，主機電源與所述機器人控制柜相連以傳輸焊接過程中的輸入、輸出信號。所述的機器人為工業機械臂，其擁有六個旋轉運動軸，所述焊槍安裝在其中的第六軸上。本專利技術與現有技術相比具有以下優點本專利技術將點焊代替連續縫焊，因而很大程度上降低了由于輕金屬線膨脹系數大而引起的較大變形；此外，通過帶有墊塊的夾緊機構以及引入收弧階段，極大地提高了點焊接頭質量及其穩定性；本專利技術簡單易于實現，相比自沖鉚接工藝，具有成本低的優點，而且對長期以來基于電阻點焊工藝實現車身零部件裝配的焊接方法沒有影響，易于推廣應用。附圖說明圖1為本專利技術夾緊機構的示意圖。圖2為本專利技術電弧點焊裝置的示意圖。圖3為本專利技術基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的過程示意圖。具體實施例方式下面對本專利技術的實施例作詳細說明，該實施例以本專利技術技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例。本專利技術所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法采用夾緊機構在電弧點焊裝置上實施，其通過所述夾緊機構將待焊輕金屬板夾緊，將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設置且焊絲對準待焊點位置，向待焊點位置預先通入保護氣體后，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化輕金屬板，經過收弧階段后形成熔焊接頭。所述的CMT模式是指奧地利Fronius公司提出的CMT方法，該方法通過數字化控制使焊絲回抽實現金屬熔滴的過渡，與常規的電弧焊熔滴過渡方式相比焊接熱輸入可以大大降低。所述的收弧階段是指焊接結束前改變為較低工藝參數進行焊接的過程。所述的待焊輕金屬板為鋁合金或鎂合金。本專利技術中，CMT點焊能夠解決連續縫焊使接頭嚴重變形的問題；夾緊裝置能夠避免因焊接時輕金屬板之間間隙過大導致的焊接不穩定等問題；底層輕金屬板緊貼墊塊能夠解決CMT點焊后產生的接頭塌陷甚至出現裂縫的問題；焊接過程加入收弧階段能夠解決CMT點焊后接頭粗化及焊接質量不穩定等問題。因此，本專利技術能夠極大地提高點焊接頭質量及其穩定性。如圖1所示，用于所述基于CMT的輕金屬電弧點焊方法的夾緊機構包括墊塊3、壓塊4和壓緊執行機構5，所述墊塊3緊貼于重疊放置的兩待焊輕金屬板I和2的下層輕金屬板2的下面，該墊塊3的基體材料為銅或陶瓷等高熔點材料；所述壓塊4壓置于該兩待焊輕金屬板I和2的上層輕金屬板I的上面；所述壓緊執行機構5分別連接且驅動壓塊4和墊塊3將兩待焊輕金屬板I和2夾緊，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，采用夾緊機構在電弧點焊裝置上實施，其特征是，通過所述夾緊機構將待焊輕金屬板夾緊，將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設置且焊絲對準待焊點位置，向待焊點位置預先通入保護氣體后，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化輕金屬板，經過收弧階段后形成熔焊接頭。
【技術特征摘要】
1.一種基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，采用夾緊機構在電弧點焊裝置上實施，其特征是，通過所述夾緊機構將待焊輕金屬板夾緊，將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設置且焊絲對準待焊點位置，向待焊點位置預先通入保護氣體后，以 CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化輕金屬板，經過收弧階段后形成熔焊接頭。2.根據權利要求1所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述的CMT模式是指通過數字化控制使焊絲回抽實現金屬熔滴的過渡。3.根據權利要求1所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述的收弧階段是指焊接結束前改變工藝參數進行焊接的過程。4.根據權利要求1所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述的輕金屬電弧點焊方法包括以下步驟第一步、將一輕金屬板重疊放置于另一輕金屬板上，并通過帶有墊塊的所述夾緊機構將其夾緊，該墊塊位于下層輕金屬板的待焊點位置之下，并與下層輕金屬板緊緊貼合；第二步、將所述電弧點焊裝置的具有焊絲的焊槍與輕金屬板的板面垂直設置且焊絲對準待焊點位置；第三步、向待焊點位置預先通入保護氣體后，采用預先設定好的焊接參數，以CMT模式引燃電弧，焊絲燃燒熔化上、下層輕金屬板；第四步、進入收弧階段，采用預先設定好的收弧參數進行收弧焊接，收弧結束形成熔焊接頭，熄滅電弧并繼續通入保護氣體防止接頭氧化。5.根據權利要求4所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述第三步中的焊接參數為焊接電流127A 178A，焊接電壓15. 3V^17. 0V，送絲速度6. 0m/mirT8. Om/min 以及焊接時間O. 3s 1.9s。6.根據權利要求4所述的基于CMT的輕金屬電弧點焊方法，其特征是，所述第四步中的收弧參數為收弧電流16A 85A，收弧電壓10V 12. 6V，收...
【專利技術屬性】
技術研發人員：魏澤宇，李永兵，雷海洋，陳關龍，林忠欽，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：
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