一种自行车车架管件的焊接方法与流程

1.本发明属于自行车加工技术领域，尤其是一种自行车车架管件的焊接方法。


背景技术：

2.自行车车架是自行车的重要部件，其性能决定了自行车的安全性。由于电动自行车车架都是由各种截面的管件相互连接组成，管件与管件之间势必需要焊接，这就要求焊接工艺的优化处理，现有的盐浴浸焊工艺经常有尖角缺陷产生，经常发生应力集中现象。cn202110555965.7公开了一种焊接牢固的自行车车架焊接方法。自行车在日常骑行过程中要反复经受动态载荷的作用，就会导致一些车架在骑乘过程中发生车架各部件连接处，尤其是管件与管件相连的区域，这些尖角处和焊接区是非常危险的，如果焊接时过渡区域出现尖角或者组装不当，就非常有可能出现应力集中从而导致发生疲劳断裂，尤其是在高速行驶中由于车架要经受相当的冲击，极易出现车坏人伤的事故。cn202110824954.4公开了一种自行车车架焊接夹具。再例如龙头把焊接部位缺陷的修补武汉自行车电镀厂焊接的钢铁管件的龙头把，因焊接夹渣引起缺陷，凸凹不平且深度很浅，另需用胶填补。我国的自行车车架多年来一直采用老式盐浴焊接工艺，其最大优点是效率高，但焊接方法使用电加热，焊接温度规定为1050℃，很准严格控制，往往达1100℃而过热，使接头处金属内部组织受到破坏，强度降低30%左右。同时接头处积盐锈蚀，难以清除，严重影响自行车车架的焊接质量。本领域技术人员亟待开出一种自行车车架管件的焊接方法，以满足现有使用需求和市场需求。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明旨在提供一种自行车车架管件的焊接方法。
4.本发明通过以下技术方案实现：一种自行车车架管件的焊接方法，包括以下步骤：第一步、管件清洗除锈脱脂：用脱脂液、清水清洗去除管件表面杂质、油污及锈蚀、氧化皮；第二步、组装定位：管件清洗除锈脱脂后经自然晾干后组装进入焊接工位，装配到位并夹紧牢固；第三步、采用二氧化碳气体保护焊、电阻点焊、钎焊工艺步骤对管件进行焊接，得到焊接自行车车架；第四步：车架皮膜钝化：焊接自行车车架脱脂、水洗、酸洗、水洗后，浸泡在皮膜钝化液中，按照皮膜钝化工艺步骤完成后，室温下烘干，即得。
5.钎焊是一种产品零件连接技术，是使用钎焊填充材料加热，熔化钎料成液态后，在焊缝位置润湿并通过毛细流动的特性填充焊缝，冷却后融为一体进而起到密封或者连接的连接技术。
6.进一步的，所述二氧化碳气体保护焊工艺为：焊丝直径1.0mm；焊接电流180～220a；短路过渡时电弧电压24～28v；气体流量10～13l/min；二氧化碳气体纯度≥99.5%，焊丝为h08mn2sia，熔接速度0.4～0.6m/min。
7.二氧化碳气体保护焊是用二氧化碳气体来保护电弧及熔池的一种电弧焊。
8.进一步的，所述电阻点焊工艺为：电极工作表面直径4.3～5.3mm、气压0.25～0.3mpa、预压时间1000ms、一次焊接100～110ms、焊接压力1.35～1.7kn、焊接电流4.2～6.5ka，维持时间30～50ms。
9.电阻点焊是利用电流所产生的热量和上下两电极的压力来连接的一种焊接方法。
10.进一步的，所述钎焊工艺为：焊丝为h08mna、焊丝直径2.0～4.0mm、h01-6焊炬、焊嘴型号3#～5#、火焰类别中性焰，其中o2/c2h2体积比为1～1.2。
11.进一步的，所述皮膜钝化液为。
12.进一步的，所述皮膜钝化工艺步骤为将酸洗后的，随即浸入皮膜钝化液中10～15s，吊起在液面上停留30s，用清水洗净表面残液，再进入沸水中老化处理。
13.进一步的，所述脱脂液的成分为：氢氧化钠0.8%～1.0%、碳酸钠0.9%～1.1%、三聚磷酸钠0.8%～1.0%、表面活性剂op-100.05%～0.1%。
14.钎焊火焰分中性焰、氧化焰、还原焰三种。
15.中性焰又叫标准火焰，是指燃气在氧气中近似完全燃烧，火焰有明显的内焰和外焰，内焰焰芯长约30mm-50mm、呈深蓝色，外焰呈浅蓝色，在钎焊过程中，使用中性焰进行焊接，但应避免使用内焰进行焊接，防止过烧或烧穿。
16.脱脂后的水洗目的是除去系统内残留的碱性清洗剂，并使残留的部分杂质脱离表面被带走。
17.进一步的，所述管件的材质为q235a直缝电焊钢管或q215a的直缝电焊钢管。
18.本发明公开的自行车车架管件的焊接方法，该焊接方法焊缝均匀、光滑、美观、焊接质量好，管件焊接前进行清洗除锈脱脂，保障焊接质量。采用二氧化碳气体保护焊、电阻点焊、钎焊工艺，焊缝成形良好，焊缝成形匀称，造价较低，划算廉价，焊接工艺简单，稳当妥靠、操作方便、灵活。并且焊接后的自行车车架具有良好的抗腐蚀性和尺寸稳定性等长处，且实际加工成型容易。自行车车架稳定性好，可以确保其在剧烈骑行条件时安全整体强度较大，抗冲击能力强，相对一般自行车强力骑行时更难以毁损。
具体实施方式
19.下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
20.原料：昊天焊材h08mn2sia；静海万里q235a直缝电焊钢管；经裁管机小廖切割、折弯冲压；原料下料尺寸：前管：φ32
×
1.2
×
142mm，压扁50%，扩口5%；上接头1.7
×
148
×
62mm；上管衬管0.6
×
95
×
62mm；上管φ25
×
1.0
×
618mm，压扁50%，扩口5%；后接头1.7
×
148
×
62mm；鞍管φ25
×
1.2
×
180mm；下接头2
×
168
×
70mm；下管衬管1.0
×
86
×
62mm；下管φ28
×
1.2
×
593mm，压扁50%，扩口5%；立管φ28
×
1.2
×
546mm，压扁50%，扩口5%；立叉φ19
×
1.2
×
521mm；立叉小管1.2
×
57
×
15mm，压扁50%，扩口5%；中接头φ44
×
2.7
×
108mm：平叉φ22
×
1.5
×
520mm，压扁180
°
冷弯90
°
r=5；平叉小管1.2
×
55
×
62；平叉接片2.5
×
60
×
58mm；设备：同发dg4-1高速裁管机、风动tls1砂带研磨机、博宇ps60缩管机、浩鑫j23-25t冲床、鼎太dtb110nc弯管机、润泰rt-sm/100管件倒角机；脱脂槽2000
×
2000
×
2000mm；水洗槽2000
×
2000
×
2000mm；酸洗槽2000
×
2000
×
2000mm；水洗槽2000
×
2000
×
2000mm；皮膜槽2000
×
2000
×
2000mm；水洗槽2000
×
2000
×
2000mm。
21.自行车车架管件的焊接方法，包括以下步骤：第一步、管件清洗除锈脱脂：脱脂清洗，包括脱脂和脱脂后两级逆流水洗；脱脂液的成分为：氢氧化钠1.0%、碳酸钠1.1%、三聚磷酸钠1.0%、op-10表面活性剂0.1%；利用脱脂剂去除金属表面杂质，保证后续焊接质量。脱脂、水洗温度均为室温25℃，时间为3min。脱脂后的工件进行两级逆流水洗，水洗温度为室温25℃，水洗时间2min；第二步、组装定位：水洗后的管件表面清洁，无油污、锈蚀、氧化皮等，管件清洗除锈脱脂后经自然晾干后组装进入焊接工位，装配到位并夹紧牢固，全部焊接完成后方可打开定位；第三步、采用二氧化碳气体保护焊、电阻点焊、钎焊工艺步骤对管件进行焊接，得到焊接自行车车架，其中二氧化碳气体保护焊工艺为：焊丝直径1.0mm；焊接电流220a；短路过渡时电弧电压28v；气体流量13l/min，二氧化碳气体纯度≥99.5%，焊丝为h08mn2sia，熔接速度0.6m/min，焊丝表面光滑、平整、清洁、无油污锈蚀、无毛刺划痕，对不干净的焊丝须经擦拭干净后再焊接；电阻点焊工艺为：电极工作表面直径5.3mm、气压0.3mpa、预压时间1000ms、一次焊接110ms、焊接压力1.7kn、焊接电流6.5ka，维持时间50ms；钎焊工艺为：焊丝为h08mn、焊丝直径4.0mm、h01-6焊炬、焊嘴型号5#、火焰类别中性焰，其中o2/c2h2体积比为1.2；钎焊管插入连接部位，管件表面无粉屑、油污及氧化皮；插入配管避免位置插错、方向插错、角度偏移。焊接作业前，确认氮气阀是否打开，氮气流量开关是否打开，确保充氮有效性；焊接取件后，辅焊工应第一时间确认钢管无氧化现象（内壁无氧化皮），确保充氮可行、有效。并调节好焊接气体压力，其中氧气1.0mpa，乙炔0.08mpa；使用火焰的内焰端部10mm处加热管口上方5mm位置，管件与火焰夹角85
°
；焊枪上、下、左、右摆动，沿扇形方向做圆弧匀速摆动，使管件加热均匀，防止局部过热；当预热达到作业温度750℃时，h08mna焊丝的前端轻轻抵在钢管口上方2mm位置，从火焰的加热背面添加钎料，钎料添加时后端与水平面呈45
°
范围、与火焰夹角90
°
，火焰呈扇形摆动保持焊接温度；钎料加入时先加入钎料于焊口圆周一周，再把焊枪火焰均匀以“z”字形往杯口下加温，促使钎料充分、均匀的渗透在焊缝中，渗透率80%。其中钎料为cb-1 气焊剂。确保渗透到位后，火焰走“z”形移到焊口上方2mm处，用外焰对焊点进行保温2秒，同时钎料将管口继续填充至焊点表面饱满、光滑、圆润，形成钎角。第四步：车架皮膜钝化：焊接自行车车架脱脂、水洗、酸洗、水洗后，其中，脱脂:再次使用脱脂液去铁件表面杂质，脱脂温度为室温25℃，脱脂时间3min。水洗:脱脂后水洗为两级逆流水洗，两次水洗均为浸渍，操作温度室温25℃，时间分别为1min；酸洗:使用硫酸溶液去除铁件表面锈蚀以达到平整光泽效果，采用浸渍清洗方式，操作温度为常温，酸洗时间3min。水洗:酸洗后水洗为两级逆流水洗，两次水洗均为浸渍，操作温度常温，时间分别为1min。浸泡在皮膜钝化液中，按照皮膜钝化工艺步骤完成后，所述皮膜钝化液为；皮膜钝化工艺步骤为将酸洗后的，随即浸入皮膜钝化液中15s，吊起在液面上停留30s，用清水洗净表面残液，再进入沸水中老化处理，室温下烘干，即得车架产品性能：焊接处焊缝平整，无漏焊、裂纹和烧穿等缺陷；车架振动强度：按载重型试验时，车架各部位无破损、明显变形和松动；车架立管平行度、车架平、立叉对称度以及车架平叉开口处垂直度、车架中接头垂直度均符合qb/t1880-2008要求；车架平、立叉能承受450n的侧向静负荷，静1min后其永久变形量＜3.0mm。车架冲击强度符合gb3565第7章的规定。鞍管夹紧强度：鞍管对于车架立管应无相对转动；车架脚蹬力疲劳强度：车架的任
何部位不得有破损、裂纹。减震车架的减震系统中任何零件均不分离。
实施例2
22.原料：er55-g聚力焊材h08mn2sia；铜陵新鑫cj301；静海万里直缝电焊钢管q215a：b3f冷轧钢带；经裁管机小廖切割、折弯冲压；原料下料尺寸：前管：φ32
×
1.2
×
142mm，压扁50%，扩口5%；上接头1.7
×
148
×
62mm；上管衬管0.6
×
95
×
62mm；上管φ25
×
1.0
×
618mm，压扁50%，扩口5%；后接头1.7
×
148
×
62mm；鞍管φ25
×
1.2
×
180mm；下接头2
×
168
×
70mm；下管衬管1.0
×
86
×
62mm；下管φ28
×
1.2
×
593mm，压扁50%，扩口5%；立管φ28
×
1.2
×
546mm，压扁50%，扩口5%；立叉φ19
×
1.2
×
521mm；立叉小管1.2
×
57
×
15mm，压扁50%，扩口5%；中接头φ44
×
2.7
×
108mm：平叉φ22
×
1.5
×
520mm，压扁180
°
冷弯90
°
r=5；平叉小管1.2
×
55
×
62；平叉接片2.5
×
60
×
58mm；设备：同发dg4-1高速裁管机、风动tls1砂带研磨机、博宇ps60缩管机、浩鑫j23-25t冲床、鼎太dtb110nc弯管机、润泰rt-sm/100管件倒角机；脱脂槽2000
×
2000
×
2000mm；水洗槽2000
×
2000
×
2000mm；酸洗槽2000
×
2000
×
2000mm；水洗槽2000
×
2000
×
2000mm；皮膜槽2000
×
2000
×
2000mm；水洗槽2000
×
2000
×
2000mm。
23.自行车车架管件的焊接方法，包括以下步骤：第一步、管件清洗除锈脱脂：脱脂清洗，包括脱脂和脱脂后两级逆流水洗；脱脂液的成分为：氢氧化钠0.8%、碳酸钠0.9%、三聚磷酸钠0.8%、op-10表面活性剂0.05%；利用脱脂剂去除金属表面杂质，保证后续焊接质量。脱脂、水洗温度均为室温25℃，时间为3min。脱脂后的工件进行两级逆流水洗，水洗温度为室温25℃，水洗时间2min；第二步、组装定位：水洗后的管件表面清洁，无油污、锈蚀、氧化皮等，管件清洗除锈脱脂后经自然晾干后组装进入焊接工位，装配到位并夹紧牢固，全部焊接完成后方可打开定位；第三步、采用二氧化碳气体保护焊、电阻点焊、钎焊工艺步骤对管件进行焊接，得到焊接自行车车架，其中二氧化碳气体保护焊工艺为：焊丝直径1.0mm；焊接电流180a；短路过渡时电弧电压24v；气体流量10l/min，二氧化碳气体纯度≥99.5%，焊丝为h08mn2sia，熔接速度0.4m/min，焊丝表面光滑、平整、清洁、无油污锈蚀、无毛刺划痕，对不干净的焊丝须经擦拭干净后再焊接；电阻点焊工艺为：电极工作表面直径4.3mm、气压0.25mpa、预压时间1000ms、一次焊接100ms、焊接压力1.35kn、焊接电流4.2ka，维持时间30ms；钎焊工艺为：焊丝为h08mna、焊丝直径2.0mm、h01-6焊炬、焊嘴型号3#、火焰类别中性焰，其中o2/c2h2体积比为1；钎焊管插入连接部位，管件表面无粉屑、油污及氧化皮；插入配管避免位置插错、方向插错、角度偏移。焊接作业前，确认氮气阀是否打开，氮气流量开关是否打开，确保充氮有效性；焊接取件后，辅焊工应第一时间确认钢管无氧化现象（内壁无氧化皮），确保充氮可行、有效。并调节好焊接气体压力，其中氧气0.3mpa，乙炔0.03mpa；使用火焰的内焰端部5mm处加热管口上方1mm位置，管件与火焰夹角75
°
；焊枪上、下摆动，沿扇形方向做圆弧匀速摆动，使管件加热均匀，防止局部过热；当预热达到作业温度750℃时，h08mn焊丝的前端轻轻抵在钢管管口上方2mm位置，从火焰的加热背面添加钎料，钎料添加时后端与水平面呈45
°
范围、与火焰夹角90
°
，火焰呈扇形摆动保持焊接温度；钎料加入时先加入钎料于焊口圆周一周，再把焊枪火焰均匀以“z”字形往杯口下加温，促使钎料充分、均匀地渗透在焊缝中，渗透率80%。其中钎料为cj301。确保渗透到位后，火焰走“z”形移到焊口上方2mm处，用外焰对焊点进行保温1秒，同时钎料将管口继续填充至焊点表面饱满、光滑、圆润，形成钎角。第四
步：车架皮膜钝化：焊接自行车车架脱脂、水洗、酸洗、水洗后，其中，脱脂：再次使用脱脂液去铁件表面杂质，脱脂温度为室温25℃，脱脂时间3min。水洗：脱脂后水洗为两级逆流水洗，两次水洗均为浸渍，操作温度室温25℃，时间分别为1min；酸洗：使用硫酸溶液去除铁件表面锈蚀以达到平整光泽效果，采用浸渍清洗方式，操作温度为常温，酸洗时间3min。水洗：酸洗后水洗为两级逆流水洗，两次水洗均为浸渍，操作温度常温，时间分别为1min。浸泡在皮膜钝化液中，按照皮膜钝化工艺步骤完成后，所述皮膜钝化液为；皮膜钝化工艺步骤为将酸洗后的，随即浸入皮膜钝化液中10s，吊起在液面上停留30s，用清水洗净表面残液，再进入沸水中老化处理，室温下烘干，即得。
24.车架产品性能：焊接处焊缝平整，无漏焊、裂纹和烧穿等缺陷；车架振动强度：按载重型试验时，车架各部位无破损、明显变形和松动；车架立管平行度、车架平、立叉对称度以及车架平叉开口处垂直度、车架中接头垂直度均符合qb/t1880-2008要求；车架平、立叉能承受450n的侧向静负荷，静1min后其永久变形量＜3.0mm。车架冲击强度符合gb3565第7章的规定。鞍管夹紧强度：鞍管对于车架立管应无相对转动；车架脚蹬力疲劳强度：车架的任何部位不得有破损、裂纹。减震车架的减震系统中任何零件均不分离。
25.注：参考qb/t1880-2008自行车车架。
26.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种自行车车架管件的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、管件清洗除锈脱脂：用脱脂液、清水清洗去除管件表面杂质、油污及锈蚀、氧化皮；第二步、组装定位：管件清洗除锈脱脂后经自然晾干后组装进入焊接工位，装配到位并夹紧牢固；第三步、采用二氧化碳气体保护焊、电阻点焊、钎焊工艺步骤对管件进行焊接，得到焊接自行车车架；第四步：车架皮膜钝化：焊接自行车车架脱脂、水洗、酸洗、水洗后，浸泡在皮膜钝化液中，按照皮膜钝化工艺步骤完成后，室温下烘干，即得。2.根据权利要求1所述的一种自行车车架管件的焊接方法，其特征在于，所述二氧化碳气体保护焊工艺为：焊丝直径1.0mm；焊接电流180～220a；短路过渡时电弧电压24～28v；气体流量10～13l/min；二氧化碳气体纯度≥99.5%，焊丝为h08mn2sia，熔接速度0.4～0.6m/min。3.根据权利要求1所述的一种自行车车架管件的焊接方法，其特征在于，所述电阻点焊工艺为：电极工作表面直径4.3～5.3mm、气压0.25～0.3mpa、预压时间1000ms、一次焊接100～110ms、焊接压力1.35～1.7kn、焊接电流4.2～6.5ka，维持时间30～50ms。4.根据权利要求1所述的一种自行车车架管件的焊接方法，其特征在于，所述钎焊工艺为：焊丝为h08mna、焊丝直径2.0～4.0mm、h01-6焊炬、焊嘴型号3#～5#、火焰类别中性焰，其中o2/c2h2体积比为1～1.2。5.根据权利要求1所述的一种自行车车架管件的焊接方法，其特征在于，所述皮膜钝化液为。6.根据权利要求1所述的一种自行车车架管件的焊接方法，其特征在于，所述皮膜钝化工艺步骤为将酸洗后的，随即浸入皮膜钝化液中10～15s，吊起在液面上停留30s，用清水洗净表面残液，再进入沸水中老化处理。7.根据权利要求1所述的一种自行车车架管件的焊接方法，其特征在于，所述管件的材质为q235a直缝电焊钢管或q215a的直缝电焊钢管。

技术总结
本发明公开了一种自行车车架管件的焊接方法，属于自行车加工技术领域，该焊接方法焊缝均匀、光滑、美观、焊接质量好，管件焊接前进行清洗除锈脱脂，保障焊接质量。采用二氧化碳气体保护焊、电阻点焊、钎焊工艺，焊缝成形良好，焊缝成形匀称，造价较低，划算廉价，焊接工艺简单，稳当妥靠、操作方便、灵活。并且焊接后的自行车车架具有良好的抗腐蚀性和尺寸稳定性等长处，且实际加工成型容易。自行车车架稳定性好，可以确保其在剧烈骑行条件时安全整体强度较大，抗冲击能力强，相对一般自行车强力骑行时更难以毁损。骑行时更难以毁损。


技术研发人员：叶建荣
受保护的技术使用者：安徽嘉誉伟丰机电科技股份有限公司
技术研发日：2023.08.19
技术公布日：2023/10/15