单轨车车顶激光Mig复合焊方法与流程

单轨车车顶激光mig复合焊方法
技术领域
1.本发明属于轨道交通车体系统组装焊接工作技术领域，尤其涉及一种单轨车车顶激光mig复合焊方法。


背景技术：

2.目前焊接领域中弧焊还是起着主导地位，由于弧焊的多元化可以适用于几乎任何场合，使得弧焊工艺一直为焊接方法的首选，但是随着工艺的发展以及产品要求的不断提高，弧焊在效率、热输入、变形等方面不足渐渐显现出来。
3.近几年激光焊发展突飞猛进，一方面由于激光焊的效率高，更适合自动化来替代人工，另一方面由于国产激光技术的突破，激光焊接成本大幅度降低，使得激光焊也越来越多大批量的用在汽车、轨道等行业；但是激光焊也有自身固有的缺点，激光的光斑只有零点几毫米，对焊缝的组装间隙要求比较高，正常焊缝都无法满足如此高的装配要求，所以激光焊到目前位置也只适用与特定的材料以及特定的接头形式。
4.激光mig复合焊工艺在最近几年逐渐出现在了大众的视野，作为一种新型的焊接技术结合了激光和弧焊的特点，同时具有激光焊的效率和弧焊的通用性，使得很多想要推行激光mig复合焊。
5.目前不锈钢车体存在单纯的激光焊接技术的运用，单纯激光焊对板材或者型材的要求比较高，要求板材下料或者型材挤压的直线度、扭拧度、尺寸公差都比较高，例如不锈钢激光焊组装间隙要求不超过0.2mm，对于十多米的材料保证装配间隙不超过0.2mm非常困难，型材挤压就更加难以保证。弧焊可以满足车顶的焊接要求，尤其使用自动化焊接可以提高焊接效率，但是弧焊热输入高，车顶型材一般壁厚也就3mm左右，平均5-7条焊缝，焊接后车顶变形严重，需要花费大量的精力用在调修上。
6.单轨车车顶为铝型材结构，焊缝多为长直焊缝，车顶在车体生产承受一些空调件、电器件重量；此外车顶的弧度轮廓要求较高；车顶还有一个重要的要求就是防漏水；因此车顶的焊缝质量非常重要。单轨车车顶多为薄型材，焊接变形较大，需要有能够控制变形的焊接方法代替常规焊接工艺。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种单轨车车顶激光mig复合焊方法，采用激光和弧焊两种热源同时作用在焊缝上，形成优于激光焊以及mig焊的焊缝成型；激光mig复合焊方法就很好的改善了现有技术中存在的问题，对装配间隙要求低，热输入小，焊接变形小。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
9.单轨车车顶激光mig复合焊方法，所述方法将激光和弧焊两个热源同时作用于待焊的车顶型材焊缝，当车顶型材焊缝的坡口角度为20-30
°
时即可直接使用所述方法进行焊接，可减少焊缝填充量。
10.进一步地，焊接前，通过更改车顶型材的结构将所述车顶型材焊缝的坡口角度缩小至20-30
°
。
11.进一步地，所述方法的焊接速度为2500-3000mm/min。
12.进一步地，所述方法中，车顶型材的组装间隙最大为3mm。本发明所要解决的技术问题是：
13.1)解决车顶模块的焊接效率，利用激光mig复合焊的高能量集中，提高产品的焊接速度从而提高焊接效率。
14.2)解决型材的组队间隙影响，由于型材挤压都具有一定的公差，型材组装时焊缝都会有一些错边以及组装间隙，纯激光焊接受间隙影响非常大，导致激光焊接很不稳定。通过激光和mig两个热源使产品组装间隙不再成为焊接的影响因素。
15.本发明提供了一个新颖的制造方法思路：
16.1)采用激光和mig复合焊工艺，实现1+1大于2的效果，大大提升了产品焊接效率，降低热输入，减少焊接变形。对装配要求低，连带对下料或者型材挤压要求降低，避免工艺条件苛刻。
17.2)通过型材焊缝结构的更改，将型材坡口的角度范围进行调整，减少焊缝的填充量，为高速焊接提供基础，使得焊接速度大幅度提升。
18.3)焊接质量提高，产品一致性较好。
19.4)自动化程度高，实现高速自动化焊接，大大提高生产效率，焊接稳定可控。
20.5)减少人工投入，提升企业竞争力。
附图说明
21.图1是原始焊缝坡口示意图；
22.图2是更改后的焊缝坡口示意图；
23.图3是车顶模块断面图。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
25.本发明的单轨车车顶激光mig复合焊方法是开发单轨车车顶型材的新焊接工艺，来实现车顶模块快速焊接，减少变形的作用，替代传统弧焊。
26.本发明的单轨车车顶激光mig复合焊方法，包括如下步骤：
27.型材组装——工装夹紧——型材焊接——探伤——检验——入库。其中，型材焊接步骤中：
28.(1)车顶型材坡口的更改：如图1所示，以往的焊缝坡口约为60
°
，焊接时需要将60
°
的坡口填充完全，需要很高的送丝速度进行补充，焊接行走速度就会有所限制，焊接速度无法得到足够的提升。如图2所示，本发明利用激光mig复合焊高穿透性的特点，通过更改型材结构将型材焊缝坡口角度从60
°
改为20
°‑
30
°
也是可以满足熔深要求，焊接时的填充量大幅度降低，从而焊接速度得到大幅度提升。
29.(2)本发明激光mig复合焊、激光焊与弧焊焊接参数对比如下表所示：
[0030][0031]
单纯的激光焊接目前运用在不锈钢车体大部件上比较多，不锈钢薄板3mm以下0坡口，采用激光焊接可以高速、稳定、熔透焊接。但是在铝合金焊接领域单纯激光焊接极易产生气孔。由于铝合金固有的物理性质，比如对激光低的吸收率、合金元素的低沸点、高的热导率、高的热膨胀系数、相对较宽的凝固温度区间、高的凝固收缩率、低粘度以及液态下高的吸氢性等，因此在激光焊接过程中容易产生气孔、热裂纹等缺陷。
[0032]
弧焊是目前焊接领域运用最多的焊接方法，弧焊设备成本低，操作方便，适用范围广。但是弧焊熔深浅，需要焊透时需要开60
°
左右的焊接坡口来保证焊接融合。填充量大，焊接效率低，热输入较大，导致焊接变形相对而言比较高，技术含量低企业竞争力低。
[0033]
激光mig复合焊为激光和弧焊焊两个热源同时作用，弧焊只需要小的热输入将母材表面初步融化，同时激光热源通过高集中能量将熔池打到母材以下，使母材全焊透。焊接速度几乎等同于激光焊接速度，并且焊缝熔池相对于单纯弧焊窄小，所以热输入较小，焊接变形小。相比于激光焊，激光mig复合焊对装配要求更低，更容易实现复杂结构的焊接。
[0034]
以上所述仅为本发明的优选例实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。


技术特征：
1.单轨车车顶激光mig复合焊方法，其特征在于，所述方法将激光和弧焊两个热源同时作用于待焊的车顶型材焊缝，当车顶型材焊缝的坡口角度为20-30
°
时即可直接使用所述方法进行焊接，可减少焊缝填充量。2.如权利要求1所述的单轨车车顶激光mig复合焊方法，其特征在于，焊接前，通过更改车顶型材的结构将所述车顶型材焊缝的坡口角度缩小至20-30
°
。3.如权利要求1或2所述的单轨车车顶激光mig复合焊方法，其特征在于，所述方法的焊接速度为2500-3000mm/min。4.如权利要求1或2所述的单轨车车顶激光mig复合焊方法，其特征在于，所述方法中，车顶型材的组装间隙最大为3mm。

技术总结
本发明公开了一种单轨车车顶激光Mig复合焊方法，所述方法将激光和弧焊两个热源同时作用于待焊的车顶型材焊缝，当车顶型材焊缝的坡口角度为20-30


技术研发人员：王冲 窦卿
受保护的技术使用者：南京雷尔伟新技术股份有限公司
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/2/24