CN112296507A - 一种铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于零部件焊接技术领域，公开了一种铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法，旨在解决搅拌摩擦焊焊后匙孔的修复问题，包括：选取在壳体一侧上并与之组对的两块封板相邻端之间且重合于壳体上的一个待加工螺纹孔位置钻出盲孔；采用搅拌摩擦焊并根据预设焊接轨迹分别进行两块封板焊接，且使两块封板各自的收焊匙孔均与盲孔重合；将该盲孔机加工为螺纹孔，并机加工出壳体上余下的螺纹孔；重复前述步骤，对壳体另一侧进行加工。本发明方法可以避开搅拌摩擦焊的焊后匙孔修复问题，并有效的减少了加工时间，提升了生产效率，使水冷电机壳在焊后获得更高的产品质量及合格率。

Description

一种铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法
技术领域
本发明属于零部件焊接技术领域，具体涉及一种铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法。
背景技术
搅拌摩擦焊作为一种新型固相连接技术，具有优质、高效、节能、环境友好等优点，近年来在铝合金的焊接领城得到了成功的应用。然而，搅拌摩擦焊在焊接结束时，其焊缝末端会留下匙孔，匙孔的存在不仅影响等焊缝表面美观性，而且也会在一定程度上降低焊缝的力学性能。因此，在工程应用过程中，对匙孔进行修复是非常有必要的。其搅拌摩擦焊收焊处匙孔的修复方法有很多种，通常需要用MIG式TIG焊对匙孔进行补修。但是，由于水冷电机壳工作原理以及壳体厚度较厚、封板厚度较薄。在补焊过程中易出现气孔、孔洞等缺陷，影响水冷电机壳体的气密性，导致补焊效果并不理想，并为后续生产增加了难度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法，旨在解决搅拌摩擦焊焊后匙孔的修复问题，以提高水冷电机壳在焊后获得更高的产品质量及合格率、提升生产效率。
为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供一种铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法，用于对水冷电机壳的壳体与该壳体上水道两侧分设的一对封板实施焊接，包括：选取在壳体一侧上并与之组对的两块封板相邻端之间且重合于壳体上的一个待加工螺纹孔位置钻出盲孔；采用搅拌摩擦焊并根据预设焊接轨迹分别进行两块封板焊接，且使两块封板各自的收焊匙孔均与盲孔重合；将该盲孔机加工为螺纹孔，并机加工出壳体上余下的螺纹孔；重复前述步骤，对壳体另一侧进行加工。
可选的，钻出的盲孔孔径为4-6mm，孔深为1-2mm。
可选的，在封板组对之前将壳体表面打磨出金属光泽。
可选的，对壳体与封板之间的待焊焊缝表面使用无水乙醇进行擦洗。
可选的，搅拌摩擦焊采用激光跟踪定点焊接，其焊接参数包括：搅拌针针长为3.5-4.5mm，运动方向为逆时针；搅拌头为右螺旋搅拌，主轴转速为1100-1300r/min，焊接速度680-720mm/min，前倾角为2-3°。
可选的，打磨去除搅拌摩擦焊的焊后表面毛刺。
可选的，机加工去除封板外表面深度1mm。
本发明的有益效果是：本发明方法根据产品图纸先在水冷电机壳的壳体端面螺纹孔位置加工出盲孔，使搅拌摩擦焊的收焊孔与盲孔位置重合，后续再以此盲孔加工出图纸所需的螺纹孔及壳体端面平面度等要求，就可以避开匙孔的修复问题、有效的减少了加工时间，提升了生产效率，并使水冷电机壳在焊后获得更高的产品质量及合格率。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明水冷电机壳的端面俯视图。
图2为本发明水冷电机壳的壳体加定位孔封板后的俯视图。
图3为本发明水冷电机壳的水道上封板焊接轨迹图。
图4为图3的局部放大图。
附图标记：1为壳体、2为水道、3为盲孔、4为封板、5为螺纹孔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实施例中涉及的铝合金水冷电机壳包括有壳体1、设于壳体1上的水道2及用于分别覆盖在水道2两侧上的一对封板4，其壳体的内径为375mm，外径为444mm，封板宽度为20mm，厚度为4mm。壳体一侧断面由两个封板组成，后续需要在断面机加工12个螺纹孔。因此，对水冷电机壳采用全搅拌磨擦焊的焊接技术，代替了传统弧焊熔化焊，由于水冷电机壳的工作原理特殊、容器气密性要求特殊，传统焊接方法产生的焊接缺陷、如气孔、夹渣等会大大影响水冷电机壳的焊后质量。而采用搅拌摩擦焊技术会最大限度提高了焊接强度。
如图1-4所示，具体的，先将水冷电机壳的壳体1与对应水道2上的两块封板4进行组对，并选择在两块封板4相邻端之间并重合于壳体1上的一个待加工螺纹孔5位置来钻出盲孔3，其加工深度为1.5mm、直径为5mm的盲孔3，以便搅拌摩擦焊收焊时确定其匙孔的位置，便于后续焊接时盲孔3与匙孔的位置重合；并对壳体进行打磨，直到出现金属光泽，使用无水乙醇擦洗焊缝表面待焊；再根据预先设定焊接轨迹进行焊接，将两块封板4焊接在对应的水道2上，并将其各自的收焊匙孔留在之前加工盲孔3位置，此时焊缝熔深为4.3mm；焊接方向为逆时针，使封板在焊接的前进侧，焊接时，搅拌摩擦焊采用激光跟踪定点焊接，焊接参数为：搅拌针针长为4.0mm，采用右螺旋搅拌头，主轴转速为1200r/min,焊接速度700mm/min；前倾角为2.5°，搅拌针运动方向为逆时针方向；然后，用气动角磨机打磨焊后表面产生的表刺，然后将壳体1端面整体机加工去除1mm，此时焊缝熔深为3.3mm，能够有效保证水冷电机壳端面平面度等要求；再根据产品图纸对壳体1端面之前的盲孔3(匙孔)进行扩孔，后续进行螺纹加工；再机加工出壳体上余下的螺纹孔5，即螺纹孔直径为M8×1.25，数量为12个；最后，重复以上步骤、对壳体另一侧进行同样的加工操作。
这样，本方法根据产品图纸先在水冷电机壳的壳体端面螺纹孔位置加工出盲孔，使搅拌摩擦焊的收焊孔与盲孔位置重合，后续再以此盲孔加工出图纸所需的螺纹孔及壳体端面平面度等要求，就可以避开匙孔的修复问题、有效的减少了加工时间，提升了生产效率，并使水冷电机壳在焊后获得更高的产品质量及合格率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法，用于对水冷电机壳的壳体(1)与该壳体上水道(2)两侧分设的一对封板(4)实施焊接，其特征在于，包括：
B1、选取在壳体一侧上并与之组对的两块封板相邻端之间且重合于壳体上的一个待加工螺纹孔(5)位置钻出盲孔(3)；
B2、采用搅拌摩擦焊并根据预设焊接轨迹分别进行两块封板焊接，且使两块封板各自的收焊匙孔均与盲孔重合；
B3、将该盲孔机加工为螺纹孔，并机加工出壳体上余下的螺纹孔；
B4、重复步骤B1-B3，对壳体另一侧进行加工。
2.根据权利要求1所述的铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，钻出的盲孔孔径为4-6mm，孔深为1-2mm。
3.根据权利要求1所述的铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，在封板组对之前将壳体表面打磨出金属光泽。
4.根据权利要求1所述的铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，对壳体与封板之间的待焊焊缝表面使用无水乙醇进行擦洗。
5.根据权利要求1所述的铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，搅拌摩擦焊采用激光跟踪定点焊接，其焊接参数包括：搅拌针针长为3.5-4.5mm，运动方向为逆时针；搅拌头为右螺旋搅拌，主轴转速为1100-1300r/min，焊接速度680-720mm/min，前倾角为2-3°。
6.根据权利要求1所述的铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，打磨去除搅拌摩擦焊的焊后表面毛刺。
7.根据权利要求1所述的铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，机加工去除封板外表面深度1mm。
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