[发明专利]一种使用预热闪光对焊生产轴梁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及闪光对焊技术，特别涉及一种使用预热闪光对焊生产轴梁的方法，尤其是指一种用于挂车车轴的轴梁生产工艺。

背景技术

闪光对焊是一种将两小截面工件端面始终压紧，利用低电压强电流对工件加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻压力(或不加顶锻压力只保持焊接时压力)完成纵向焊接的焊接方法。目前，闪光对焊在国内常用于建筑钢筋的连接以及铁路钢轨的焊接，在汽车制造行业应用不多，用于挂车车轴的轴头与轴管焊接则更是绝无仅有。

普通的闪光对焊机不能很好地控制夹紧力及顶锻压力的大小，使用较为不便，难以满足挂车车轴的轴梁焊接要求。为此，发明人设计了一种轴梁闪光对焊机，可以方便地按照预设策略控制闪光对焊的焊接过程，由此确保工件无焊接缺陷，提高工件机械性能，下面进行简要描述。

参见图1，表示该轴梁闪光对焊机的结构原理图，它包括机座8、定夹钳1、动夹钳5、液压油缸7、伺服阀、旁路阀、焊接变压器2、位移传感器6、压力传感器及焊接控制器9等部件。定夹钳1和动夹钳5分别安装在机座8的同一轴线上，并分别与焊接变压器2连接，其中动夹钳5由伺服阀控制的液压油缸7驱动，并配置供顶锻时用的旁路阀。使用时，以定夹钳1夹持轴梁的轴头3，以动夹钳1夹持轴梁的轴管4，并由液压油缸7夹紧(夹持力由焊接控制器设定，最大可达400KN)，最后通过调整机构对正轴头3和轴管4，由此即可进行后续的预热闪光对焊。

如图1所示，该轴梁闪光对焊机为一种自适用控制系统，其焊接控制器9一方面连接伺服阀及旁路阀，用于根据预设策略控制旁路阀的开/启和调节伺服阀的开度，使液压油缸7推动动夹钳5按预设压力曲线相应动作；另一方面连接焊接变压器2，用于控制焊接变压器2的相位控制和焊接电流，通过焊接变压器2产生的低压高电流即可产生低电压强电流对工件加热至塑性。此外，设置有位移传感器6，它的一端连接液压油缸7的活塞杆，另一端连接液压油缸7的缸体，并电连接至焊接控制器9以返回顶锻时的焊接位移数据；同时设置有压力传感器，其电连接至焊接控制器9，用以检测并输出顶锻时的前进压力/返回压力数据；顶锻时动夹钳5可以恒定的速度向前推进，并根据工件特性施加最佳的顶锻力，由此实现闭环负反馈控制。

上述轴梁闪光对焊机的关键在于优化闪光对焊各工序的参数，以确保无工件无焊接缺陷，并提高焊后工件尺寸精度，避免续后加工工序。然而，现有使用预热闪光对焊生产轴梁的焊接工序并不能完全满足这些要求，由此导致产品质量不够理想，需要优化设计整套工艺流程。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种使用预热闪光对焊生产轴梁的方法，可以根据母材的特性，通过对焊接过程及焊接参数进合理设计及精确控制，使用预热闪光对焊生产出与轴管的强度、塑性等机械性能相同、高疲劳寿命且质量稳定的轴梁。

为解决以上技术问题，实现本发明目的的技术方案是，一种使用预热闪光对焊生产轴梁的方法，包括：

工件装夹步骤，将作为工件的轴头和轴管分别装入轴梁闪光对焊机，用液压动夹钳和定夹钳夹紧，并通过调整机构对正轴头和轴管；

预闪光步骤，接通电源，使动夹钳以设定的恒定速度向前推动，使工件之间出现闪光并逐渐缩短，直至闪光余量达到预设值；

预热步骤，以设定的预热脉冲对工件进行预热；

闪光步骤，以设定的速度进行闪光；

顶锻步骤，闪光后立即进行顶锻；

加热保压步骤，对工件施加设定的压力并通电加热；

拆卸工件步骤，焊接完成后，卸载并取出工件。

较优地，预闪光步骤中，闪光余量范围为3～8mm。

较优地，闪光步骤分为多个阶段，每阶段的闪光余量为10～15mm。

较优地，顶锻步骤中，顶锻余量为10～15mm。

较优地，工件材料为Q345。

较优地，工件为轴头大端空心方形面与轴管空心方形面的焊接，或者为轴头大端空心圆形面与轴管空心圆形面的焊接。

较优地，工件为端面为150×150×11的空心方管；

预闪光步骤中，闪光余量约为5±0.5mm，闪光速度为0.25±0.025mm/s；

预热步骤中，预热脉冲为46±5个，每个脉冲中工件接触加热的时间为0.9±0.09秒，加热电流为60±6kA，加热时施加在工件间的压力为100±10kN，工件分开进行扩散的时间为每次0.6±0.06秒，每次分开的距离为1.5±0.15mm；