一、前言
随着绿色制造理念和结构轻量化要求的推广，铝合金作为一种质量轻、耐侵蚀、经济效益好，再生使用率高的结构质料，被普遍的应用于汽车制造领域 。特殊是车辆载重的提高，发念头马力的加大，汽车对油箱的容积也在一直的加大 。古板的钢制油箱已不可知足使用要求 。铝合金油箱由于外貌钝化膜的抗侵蚀作用，不但使用寿命长，并且无需涂装，现已普遍应用于汽车油箱上 。
可是与钢铁的质料相比，铝合金的熔焊性较差，容易泛起未熔合、气孔等焊接缺陷，给铝合金的油箱生产带来一定的难题 。fh至尊登录电气的DEX PM3000熔化极惰性气体脉冲� ；ず�，由于接纳全数字化软件控制，逆变频率抵达180KHZ,焊接电弧稳固，对金属无氧化，且焊丝作为电极，具有熔覆效率高,焊接铝合金时可以接纳双脉冲，焊接变形小焊接成型好，同时由于接纳脉冲的强弱电流弧长调理，对焊接熔池外貌的氧化膜有阴极破碎作用，能够包管焊接的冶金质量，故脉冲气体� ；ず冈诼梁辖鹩拖涫瞧毡榻幽傻暮附右� 。
关于汽车铝合金油箱自动MIG焊接历程中，在油箱的顶部环焊缝上，容易泛起较严重的未熔合、气孔等质量问题，举行剖析 。通过生产跟踪及现场的工艺实验，确定了影响焊接质量的主要因素是自动焊专机的焊枪角度、强弱脉冲的弧长、占空比、频率的转变状态 。在焊枪倾角小于30°或焊丝干伸凌驾20㎜时，容易泛起焊接缺陷 。强弱脉冲及占空比不对适时焊缝容易焊穿或焊缝偏高等问题 。在对焊接工艺参数及焊枪角度、装备结构做适当的调解刷新后，焊接的铝合金油箱的一次及格率从75%提高到98%以上 。
二、铝合金油箱的制造工艺及质量问题
铝合金油箱的方形结构，油箱主体由方形筒体和两个方形端盖组焊而成，形状尺寸为1100㎜×700㎜×700㎜，额定容量为500L，箱体质料厚度2.5㎜，材质为5052铝镁合金板 。方形筒体又铝合金通过辊压成型，然后焊接而成 。筒体的对接焊缝，现在在自动化专机接纳MIG双脉冲工艺焊接，能够包管焊接质量 。可是接纳相同的工艺，焊接油桶的方形端盖时，容易泛起未熔合气孔及焊楼工件等问题 。如图一 ；油箱端盖及筒体环缝的一次及格率为75%，缺乏格率25%，不但需要大宗的氩弧补焊并且焊缝的成型及二次渗漏危害也很是高 。
图 1 油箱端盖与筒体焊缝上的焊接质量问题
油箱端盖接纳辊压缩口工艺，成型完毕与油箱桶对接，缩口部分插入筒体内，形成环形的搭接讨论 � ；沸魏阜旖幽伤龀遄远疢IG专机焊接，单层单道焊缝，两侧环缝同时同向施焊，详细焊接参数见表1 。焊接历程中焊枪牢靠，油箱随变位机转动，由于油箱为圆角方形结构，转动历程中，焊枪的倾角和电弧长度随时会爆发转变，因此在焊接历程中 。需要焊接操作职员实时熟练的人为调解焊枪角度及高度，以包管焊枪倾角和电弧长度在合适的规模内 。
表 1 铝合金油箱环形焊缝的 MIG 脉冲焊接参数
| 讨论形式 |
焊接电流A |
焊接电
压V
|
焊接速率mm/min |
弱脉冲电流 % |
弱脉冲弧长 |
占空比% |
频率
HZ
|
| 搭接 |
80 |
17.5 |
60 |
40% |
0 |
50% |
1.5 |
备注 ；接纳1.2㎜焊丝，材质ER5356 铝镁，� ；て�99.99%Ar
三、铝合金油箱的工艺剖析
1、在油箱筒体与端盖焊接前，端盖经由辊压缩口成型 。辊压成型后，端盖缩口处的成型褶皱集中漫衍端盖圆周围，在与直筒体对接装配后，圆角周围的装配间隙最大 。但经由生产跟踪，成型褶皱一样平常泛起在内缩口部分，对装配间隙影响有限，且最大装配间隙不凌驾2㎜经由工艺验证， 2 mm 以下的间隙量对焊接质量影响不大 。 即端盖与筒体的装配间隙控制在 2 mm以内时， 辊压成形褶皱不是造成现在焊缝缺陷的主要缘故原由 。燃油箱筒体与端盖装配毕后将被装夹牢靠在自动焊专机的变位器上 。 最先焊接前， 操作职员一样平常用纱布蘸无水乙醇将待焊区擦拭一遍， 目的是去除待焊区的油污 。 但焊接最先时并不可包管无水乙醇已完全挥发， 特殊是流进装配间隙中的乙醇， 一旦有残留， 很容易使焊缝爆发气孔 。因此焊接前用无水乙醇待焊区能否改善焊接质量值得质疑 。虽然制造燃油箱的铝合金板材外貌有一层塑料� ；つけ ；�， 但在制造历程中� ；つひ哑扑�，油箱焊接装配前会将这层膜揭除，即铝合金外貌在焊接前已有差别水平的氧化和污染 。 油箱环形焊缝施焊前， 并没有对环缝待焊区及环缝与筒体直缝交叠处举行机械整理， 而筒体直缝的两头部余高较大，或保存弧坑及较厚的氧化皮， 这些倒运因素会影响环缝的焊接质量 。油箱的自动焊历程中，由于焊接专机的焊枪机构和变位器分立， 二者的运动不相关， 加上油箱的方形结构特点， 使油箱随变位器作匀速旋转时， 油箱与焊枪接触处的线速率、 周半径和法线在时刻变换， 即现实的焊接速率、 焊丝伸出长度 （干伸长） 及焊枪倾角 （焊丝与工件接触处切线的夹角） 在时刻变换中 。 这些不确定的工艺参数必将影响焊接质量 。 为了降低这些不确定工艺参数的影响， 焊接历程中由操作职员手工实时调解焊枪高度和倾角， 这就会失去自动焊的优势 。
2、焊接参数剖析
主要焊接参数中，除表 1 给出的参数外，尚有焊枪倾角、 焊丝干伸长等参数值没有确定 。 凭证现在生产燃油箱所使用的自动 MIG 焊专机结构来看， 焊枪是牢靠的， 其姿态事先已设置好， 与工件的运动无关， 可推断出焊枪倾角 α、 焊丝干伸长 l 和焊接线速率 v 随工件 （燃油箱） 的运动会呈周期性转变， 简化后的示意图如图 2 所示 。当焊接变位器带着装夹好的待焊油箱， 从位置 P经 P′转动至 P" 的历程中， 焊丝与油箱的接触点会由点 A 经点 B 再移动至点 C 。 这个历程中 ，焊丝干伸长 l 会先变短后变长，而焊枪倾角 α 响应地先变大后变小 （α→α′→α"）， 焊接线速率 v也会转变 。 思量到现实油箱截面形状并非严酷的方形， 而是四个直边稍有突出的 “鼓形”，以是截面边线上各点到中心的距离差没有示意图中那么大， 即焊接速率 v 的转变有限 。 焊接历程中，焊枪倾角 α 和干伸长 l 的转变较大，� ；て湍岩缘执锉 ；ばЧ�，对焊接质量的影响也就大.
为了验证铝合金燃油箱焊接历程 中各项不确定工艺参数对焊接质量的影响， 举行了一系列工艺试验， 效果证实， 当焊丝与油箱的接触点位于方形油箱直边中心位置周围时 （见图 2 中 P" 位置）， 焊枪倾角 α 将小于 30°， 焊丝干伸长 l 凌驾20 mm， 泛起未熔合或气孔的概率凌驾 50% 。 而铝 合 金 MIG 焊 合 适 的 工 艺 参 数 中 ， α 是 75°～80°， l 是 12～18 mm[8-11] 。 以是， 未熔合与气孔往往泛起在焊枪越过油箱圆角行至直边中心的历程中， 该处也是焊接操作职员人为干预焊枪姿态的位置 。
三、装备刷新与工艺调解
凭证以上剖析， 该铝合金油箱的整个焊接生产历程中， 工艺上保存诸多不对理之处， 因此对工艺举行适当的调解， 对自动焊装备举行合理的刷新 。
（1） 要扫除不确定工艺参数对焊接质量的影响， 就要刷新现在的焊接装备 。 最好的步伐是引进焊接机械人事情站， 但思量到经济性和企业生产规模， 可针对现在装备的焊枪机构举行刷新 。将原来牢靠的焊枪， 牢靠在一个能上下移动的从动杆上， 从动杆的下端装有一对可以转动的仿形轮子， 轮子跨坐在环形待焊区边线上， 随油箱的转动而转动， 同时推动从动杆上下移动 。 刷新后焊枪与油箱运动关联示意如图 3 所示， 焊枪机构经由刷新后， 待焊油箱自位置 P 转动至位置 P′的历程中， 牢靠焊枪的从动杆在油箱外廓的推动下能自由上下伸缩， 焊枪机构整体随着移动， 整个历程中焊丝干伸长 l 和焊枪倾角 α 均不会爆发转变 。 即焊枪机构经由刷新后， 焊枪倾角 α 和干伸长 l 两个焊接参数可以确定了 。
（2） 除了增强焊材库存管控和防潮外， 还需调解工序 。 成形完毕的油箱端盖在装配到筒体前， 就用无水乙醇将端盖的待焊区及缩口边一并擦拭， 除去油污 。 待无水乙醇彻底挥发后再举行装配 。 施焊前看待焊区举行机械整理 。 需用砂纸打磨筒体直缝的两头部， 包管环缝与直缝交叠处的焊缝余高不至过大， 减小其对焊丝干伸长和� ；て鞯挠跋�， 然后整体打磨一遍环形焊缝的待焊区，最后用毛刷扫除磨屑和灰尘 。然后再执行焊接
四、结语
经由工艺和装备刷新， 该铝合金油箱焊接质量和生产效率均获得了大幅提高 。 解决了批量泛起未熔合和气孔的焊接质量问题， 一次焊接及格率从 75%以上提高到98%以上 。 生产效率获得大幅度提高， 原来一台自动焊专机由的两名焊接职员操作， 刷新后一名焊接职员可以操作两台自动焊专机 。
