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汽车车架用焊接钢管的制造方法与流程

作者:无锡川田汽车管件有限公司 浏览: 发表时间:2022-09-11 08:36:02

本发明涉及一种汽车车架用焊接钢管的制造方法,属于金属材料加工技术领域。


背景技术:


改革开放以来,中国汽车产业发展迅猛,进入新世纪以后,无论是产量和销量,更是呈现爆发式增长,特别是至2010年产销突破1800万辆以后,我国已经成为全球最大的汽车生产和消费国,我国的汽车市场被认为是未来发展潜力最大的市场。汽车产业成为国民经济重要的支柱产业,已经形成了比较完整的工业体系,也成为体现国家竞争力的标志性产业。

目前国内大多数车企一直在连续提高汽车零配件的国产化率、提高自己的竞争力。虽然国内大多数汽车零部件供给商的水准,尚不能供应奔驰、宝马等高等汽车的关键零部件以及混淆能源技术的发动机和变速箱,但总体上技巧水平正在大幅提高,而且一个不容忽视的趋势是,要害零部件技能与市场已逐步向中国转移,与此同时,中国汽车零部件已开始大举走入国际市场,并踊跃参与国际汽配行业的兼并整合。

现今,汽车零配件的国产化已经开始从普通零配件开始向关键零配件发展,从低端车型开始向高端车型发展。多数业界人士都倾向性地认为,随着国内汽车制作商纷纷加大了本地生产的国产化力度,加上国内汽车价钱一降再降,为保持利润率,转产中国并进一步提高国产化率显然是不可绕行的捷径。

汽车用钢管是汽车零配件的一个重要组成部分,随着汽车行业的不断发展,新技术新工艺的不断完善,特别是汽车车架领域液压涨型工艺技术的逐渐成熟,大量原本的板材冲压焊接件变更为目前采用的钢管液压成型件。但由于受装备能力、工艺技术配套、优质原材料资源供应等因素制约,汽车用精密焊管的生产已明显滞后于汽车零部件制造业的发展,难以满足中高档乘用车的国产化配套供应要求。因此,需要在立足于当前稳定质量、增加产量的同时,确立着眼于汽车用精密钢管国产化发展的中长期战略。

液压涨型技术,由于尺寸精度高、复杂部件成型简单,力学性能好,材料耗费少的优点,已经有越来越多的车架产品使用该技术,也因此汽车用精密钢管的应用越来越广,包括B柱、D柱、扭力梁、发动机支架等越来越多的车架类型采用液压工艺。为顺应市场需求,我们与上海宝钢、安徽工业大学一起开发SUV、MPV等车型的汽车车架D柱用焊管产品,以替代进口,促进汽车零配件产业的国产化进程。


技术实现要素:


本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足,提供一种汽车钢管的制造方法,采用该方法加工的车架用焊接钢管强度高、韧性好,焊缝强度高,在承受较大的塑性变形后仍可保持较高的强韧性。

按照本发明提供的技术方案:汽车车架用焊接钢管的制造方法,其特征在于包括如下步骤:

1)、带钢裁剪:将外购的宽钢卷在纵剪机上纵剪成带钢,根据车架用焊接钢管产品所需的直径确定带钢的宽度;

2)、酸洗处理:将纵剪好的带钢依次连续地通过酸洗槽、冷水槽和热水槽,酸洗槽中的酸洗液采用盐酸,带钢经过酸洗后先送入冷水槽采用高压水冲洗,然后再送入热水槽烫洗,出热水槽后再烘干;

3)、冷轧:酸洗后的带钢通过轧机进行冷轧,冷轧后带钢的厚度等于车架用焊接钢管产品所需的厚度减去0.02~0.05mm;

4)、辊弯成型及焊接:将冷轧后的带钢送入连续压辊成型机中进行辊弯成圆加工,成圆后的带钢在焊机上焊成直缝焊管,焊机参数设定为:焊接功率为80~110KW,焊接速度为15~20m/min,挤压量为1.0~1.5mm;

5)、焊缝纯净化处理:在成型焊接过程中对焊接区域使用高压氮气冲洗,具体为在距离焊接区域50cm处安装高压氮气喷气孔,使高压氮气充满整个焊接区域,从而为焊接过程提供气体保护,降低焊接过程中氧化夹杂物的产生,提高焊缝夹杂的排除效率;同时,在直缝焊管尚未冷却时,采用去毛刺刀铣平焊管焊缝处的毛刺,包括去除焊管外表面的外毛刺和焊管内部的毛刺;

6)、磷化、皂化处理:将直缝焊管依次浸入磷化池和皂化池中,进行磷化、皂化处理,磷化、皂化后的直缝焊管送入轧头机中进行轧头,使焊管管端直径达到所需尺寸;

7)冷拔处理:将直缝焊管送入冷拔机进行冷拔,冷拔时,夹持住打尖处理后的端头,同时在焊管内插入芯轴,再使焊管穿过带有锥度的最小孔径小于焊管外径的模具孔,使焊管内外管径均匀收缩变形,焊管长度方向上得以延展,根据不同的工艺要求进行冷拔1~3次,以得到所需要的尺寸。

作为本发明的进一步改进,所述步骤1)中的钢卷材质为超低碳和高延伸性能的TRIP钢。

作为本发明的进一步改进,所述步骤2)中,酸洗槽中盐酸的浓度为120~160g/L;冷水槽中的冲洗温度为10~30℃,冲洗压力为8~10kg/cm2;热水槽中的烫洗温度为90~100℃;带钢经过酸洗槽、冷水槽和热水槽的车速和烘干的车速均为30~40m/分钟,烘干温度为100~120℃。

作为本发明的进一步改进,所述步骤6)中的磷化液是体积浓度为10~11%的锌钙磷化液,磷化液的温度为65~75℃,直缝焊管在磷化液中的浸渍时间为25~30分钟。

作为本发明的进一步改进,所述步骤6)中的皂化液成分包括润滑剂、水和皂粉,其中,润滑剂和水的质量比为1:(18~20),皂粉用量为50~60KG/吨皂化液,皂化液温度为65~75℃,直缝焊管在皂化液中的浸渍时间为10~25分钟。

作为本发明的进一步改进,所述制造方法还包括表面处理步骤,表面处理步骤在冷拔处理步骤之后,表面处理步骤的具体操作为:将除锈剂喷涂覆盖在直缝焊管的表面,然后用高温压缩空气对直缝焊管的表面进行吹气,在将除锈剂吹去的同时,高温压缩空气将直缝焊管表面剩余的除锈剂烘干,在焊管的表面形成一层除锈剂保护膜。

本发明与现有技术相比,具有如下优点:本发明制造方法加工的车架用焊接钢管强度高、韧性好,焊缝强度高,在承受较大的塑性变形后仍可保持较高的强韧性。


具体实施方式


下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

制造Φ60×1.5mm规格的汽车车架用焊接钢管,包括如下步骤:

1)、带钢裁剪:根据车架用焊接钢管产品所需的直径,将外购的厚度1.5mm×宽度1280mm的钢卷在纵剪机上纵剪成宽度为188mm的带钢;所述带钢的材质为超低碳和高延伸性能的TRIP钢,其屈服强度为140-240MPa,抗拉强度为≥270MPa,延伸率为≥34%;

2)、酸洗处理:将纵剪好的带钢依次连续地通过酸洗槽、冷水槽和热水槽,酸洗槽中的酸洗液采用盐酸,盐酸的浓度为120g/L;带钢经过酸洗后先送入冷水槽采用高压水冲洗,冷水槽中的冲洗温度为10℃,冲洗压力为10kg/cm2;然后再送入热水槽烫洗,烫洗温度为100℃,出热水槽后再烘干,烘干温度为100℃;热水槽中的带钢经过酸洗槽、冷水槽和热水槽的车速和烘干的车速均为30m/分钟,

3)、冷轧:酸洗后的带钢通过轧机进行冷轧,冷轧后带钢的厚度等于车架用焊接钢管产品所需的厚度减去0.02mm;

4)、辊弯成型及焊接:将冷轧后的带钢送入连续压辊成型机中进行辊弯成圆加工,成圆后的带钢在焊机上焊成直缝焊管,焊机参数设定为:焊接功率为80KW,焊接速度为15m/min,挤压量为1.0mm;

5)、焊缝纯净化处理:在成型焊接过程中对焊接区域使用高压氮气冲洗,具体为在距离焊接区域50cm处安装高压氮气喷气孔,使高压氮气充满整个焊接区域,从而为焊接过程提供气体保护,降低焊接过程中氧化夹杂物的产生,提高焊缝夹杂的排除效率;同时,在直缝焊管尚未冷却时,采用去毛刺刀铣平焊管焊缝处的毛刺,包括去除焊管外表面的外毛刺和焊管内部的毛刺;

6)、磷化、皂化处理:将直缝焊管依次浸入磷化池和皂化池中,进行磷化、皂化处理;磷化池中的磷化液是体积浓度为10%的锌钙磷化液,磷化液的温度为75℃,直缝焊管在磷化液中的浸渍时间为25分钟;皂化池中的皂化液成分包括润滑剂、水和皂粉,其中,润滑剂和水的质量比为1: 18,皂粉用量为50KG/吨皂化液,皂化液温度为75℃,直缝焊管在皂化液中的浸渍时间为10分钟;磷化、皂化后的直缝焊管送入轧头机中进行轧头,使焊管管端直径达到所需尺寸;

7)冷拔处理:将直缝焊管送入冷拔机进行冷拔,冷拔时,夹持住打尖处理后的端头,同时在焊管内插入芯轴,再使焊管穿过带有锥度的最小孔径小于焊管外径的模具孔,使焊管内外管径均匀收缩变形,焊管长度方向上得以延展,根据工艺要求进行冷拔2次,以得到所需要的尺寸;

8)、表面处理:将除锈剂喷涂覆盖在直缝焊管的表面,然后用高温压缩空气对直缝焊管的表面进行吹气,在将除锈剂吹去的同时,高温压缩空气将直缝焊管表面剩余的除锈剂烘干,在焊管的表面形成一层除锈剂保护膜。

9)、检验测试:实施例1制备的钢管焊后压扁试验达到90度和0度全压扁无裂纹;扩口试验,扩口率≥30%,焊缝及母材无开裂;焊缝处有效壁厚符合要求的壁厚偏差。

实施例2

制造Φ60×1.5mm规格的汽车车架用焊接钢管,包括如下步骤:

1)、带钢裁剪:根据车架用焊接钢管产品所需的直径,将外购的厚度1.5mm×宽度1280mm的钢卷在纵剪机上纵剪成宽度为188mm的带钢;所述带钢的材质为超低碳和高延伸性能的TRIP钢,其屈服强度为140-240MPa,抗拉强度为≥270MPa,延伸率为≥34%;

2)、酸洗处理:将纵剪好的带钢依次连续地通过酸洗槽、冷水槽和热水槽,酸洗槽中的酸洗液采用盐酸,盐酸的浓度为140g/L;带钢经过酸洗后先送入冷水槽采用高压水冲洗,冷水槽中的冲洗温度为20℃,冲洗压力为9kg/cm2;然后再送入热水槽烫洗,烫洗温度为95℃,出热水槽后再烘干,烘干温度为110℃;热水槽中的带钢经过酸洗槽、冷水槽和热水槽的车速和烘干的车速均为35m/分钟,

3)、冷轧:酸洗后的带钢通过轧机进行冷轧,冷轧后带钢的厚度等于车架用焊接钢管产品所需的厚度减去0.03mm;

4)、辊弯成型及焊接:将冷轧后的带钢送入连续压辊成型机中进行辊弯成圆加工,成圆后的带钢在焊机上焊成直缝焊管,焊机参数设定为:焊接功率为95KW,焊接速度为18m/min,挤压量为1.2mm;

5)、焊缝纯净化处理:在成型焊接过程中对焊接区域使用高压氮气冲洗,具体为在距离焊接区域50cm处安装高压氮气喷气孔,使高压氮气充满整个焊接区域,从而为焊接过程提供气体保护,降低焊接过程中氧化夹杂物的产生,提高焊缝夹杂的排除效率;同时,在直缝焊管尚未冷却时,采用去毛刺刀铣平焊管焊缝处的毛刺,包括去除焊管外表面的外毛刺和焊管内部的毛刺;

6)、磷化、皂化处理:将直缝焊管依次浸入磷化池和皂化池中,进行磷化、皂化处理;磷化池中的磷化液是体积浓度为11%的锌钙磷化液,磷化液的温度为70℃,直缝焊管在磷化液中的浸渍时间为28分钟;皂化池中的皂化液成分包括润滑剂、水和皂粉,其中,润滑剂和水的质量比为1:19,皂粉用量为55KG/吨皂化液,皂化液温度为70℃,直缝焊管在皂化液中的浸渍时间为20分钟;磷化、皂化后的直缝焊管送入轧头机中进行轧头,使焊管管端直径达到所需尺寸;

7)冷拔处理:将直缝焊管送入冷拔机进行冷拔,冷拔时,夹持住打尖处理后的端头,同时在焊管内插入芯轴,再使焊管穿过带有锥度的最小孔径小于焊管外径的模具孔,使焊管内外管径均匀收缩变形,焊管长度方向上得以延展,根据工艺要求进行冷拔2次,以得到所需要的尺寸;

8)、表面处理:将除锈剂喷涂覆盖在直缝焊管的表面,然后用高温压缩空气对直缝焊管的表面进行吹气,在将除锈剂吹去的同时,高温压缩空气将直缝焊管表面剩余的除锈剂烘干,在焊管的表面形成一层除锈剂保护膜。

9)、检验测试:实施例2制备的钢管焊后压扁试验达到90度和0度全压扁无裂纹;扩口试验,扩口率≥30%,焊缝及母材无开裂;焊缝处有效壁厚符合要求的壁厚偏差。

实施例3

制造Φ60×1.5mm规格的汽车车架用焊接钢管,包括如下步骤:

1)、带钢裁剪:根据车架用焊接钢管产品所需的直径,将外购的厚度1.5mm×宽度1280mm的钢卷在纵剪机上纵剪成宽度为188mm的带钢;所述带钢的材质为超低碳和高延伸性能的TRIP钢,其屈服强度为140-240MPa,抗拉强度为≥270MPa,延伸率为≥34%;

2)、酸洗处理:将纵剪好的带钢依次连续地通过酸洗槽、冷水槽和热水槽,酸洗槽中的酸洗液采用盐酸,盐酸的浓度为160g/L;带钢经过酸洗后先送入冷水槽采用高压水冲洗,冷水槽中的冲洗温度为30℃,冲洗压力为8kg/cm2;然后再送入热水槽烫洗,烫洗温度为90℃,出热水槽后再烘干,烘干温度为120℃;热水槽中的带钢经过酸洗槽、冷水槽和热水槽的车速和烘干的车速均为40m/分钟,

3)、冷轧:酸洗后的带钢通过轧机进行冷轧,冷轧后带钢的厚度等于车架用焊接钢管产品所需的厚度减去0.05mm;

4)、辊弯成型及焊接:将冷轧后的带钢送入连续压辊成型机中进行辊弯成圆加工,成圆后的带钢在焊机上焊成直缝焊管,焊机参数设定为:焊接功率为110KW,焊接速度为20m/min,挤压量为1.5mm;

5)、焊缝纯净化处理:在成型焊接过程中对焊接区域使用高压氮气冲洗,具体为在距离焊接区域50cm处安装高压氮气喷气孔,使高压氮气充满整个焊接区域,从而为焊接过程提供气体保护,降低焊接过程中氧化夹杂物的产生,提高焊缝夹杂的排除效率;同时,在直缝焊管尚未冷却时,采用去毛刺刀铣平焊管焊缝处的毛刺,包括去除焊管外表面的外毛刺和焊管内部的毛刺;

6)、磷化、皂化处理:将直缝焊管依次浸入磷化池和皂化池中,进行磷化、皂化处理;磷化池中的磷化液是体积浓度为11%的锌钙磷化液,磷化液的温度为65℃,直缝焊管在磷化液中的浸渍时间为30分钟;皂化池中的皂化液成分包括润滑剂、水和皂粉,其中,润滑剂和水的质量比为1:20,皂粉用量为60KG/吨皂化液,皂化液温度为65℃,直缝焊管在皂化液中的浸渍时间为25分钟;磷化、皂化后的直缝焊管送入轧头机中进行轧头,使焊管管端直径达到所需尺寸;

7)冷拔处理:将直缝焊管送入冷拔机进行冷拔,冷拔时,夹持住打尖处理后的端头,同时在焊管内插入芯轴,再使焊管穿过带有锥度的最小孔径小于焊管外径的模具孔,使焊管内外管径均匀收缩变形,焊管长度方向上得以延展,根据工艺要求进行冷拔2次,以得到所需要的尺寸;

8)、表面处理:将除锈剂喷涂覆盖在直缝焊管的表面,然后用高温压缩空气对直缝焊管的表面进行吹气,在将除锈剂吹去的同时,高温压缩空气将直缝焊管表面剩余的除锈剂烘干,在焊管的表面形成一层除锈剂保护膜。

9)、检验测试:实施例3制备的钢管焊后压扁试验达到90度和0度全压扁无裂纹;扩口试验,扩口率≥30%,焊缝及母材无开裂;焊缝处有效壁厚符合要求的壁厚偏差。

本发明所使用的锌钙磷化液可以采用市售常规的锌钙系磷化液,在上述各实施例中所采用的为江阴锦宏化学处理有限公司生产的锌钙磷化液。


本发明皂化液中所使用的润滑剂可以采用市售常规的润滑剂,在上述各实施例中所采用的为上海化工七厂生产的润滑剂。


汽车车架用焊接钢管的制造方法与流程
本发明涉及一种汽车车架用焊接钢管的制造方法,属于金属材料加工技术领域。背景技术:改革开放以来,中国汽车产业发展迅猛,进入新世纪以后,无论是产量和销量,更是呈现爆
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