[发明专利]焊接铝驱动轴部件的方法

说明书

本发明一般涉及用于车辆的驱动轴部件、特别涉及焊接铝驱动轴部件的方法。

汽车中使用铝和铝合金部件代替钢部件日益受到人们欢迎，因为这既大大降低了重量，又保持了强度或使用寿命，而且铝部件比钢部件更耐腐蚀。但是，铝驱动轴部件一般比它所代替的钢部件难焊接。

1985年9月17日授予Samelll Simons的美国专利4,524,280公开了一种使用通常称为MIG焊的气体保护金属极电弧焊焊接铝驱动轴部件的方法：在Simons的方法中，一万向轴管压套到一铝轭架的端部上而形成-环形宽间隙的对接。然后用现有电弧焊机的焊接化合物填满该环形宽间隙而把铝万向轴管焊接到该铝轭架上，铝万向轴管和轭架转动二圈才能完成这一焊接过程：为了减小焊接电流，使用了两行焊缝。

Simons方法的主要缺点是需要两行焊缝，因此焊接操作进行得较慢，从而无法满足汽车焊接高产量的需要。

另一个缺点是，使用现有电弧焊机即使焊接电流不大也会造成铝万向轴管和轭架在焊缝近旁的金相性能较差，因为在进行这二圈焊接的过程中大量热量进入这两个部件。

1990年3月27日授予Alvin K，Oros和Paul D.DeJager的美国专利4,912,299声称用一三步骤工艺对气体保护金属致电弧焊接(即MIG焊接)铝驱动轴部件的工艺作出了改进。在该Oros/De-Jager工艺中，铝万向轴管压套到铝轭架的端部上而形成-无间隙平头对接。然后在自耗铝基正电极和作为阴极的这两个部件的平头对接处点燃-直流电电弧，该电弧罩住在由体积百分比分别为2-5％的氧和98-95％的隋性气体构成的保护气体中，电弧的电流的频率为每秒40-60周，大小保持在至少180安培。然后把电弧对准该无间隙平头对接而以至少每分钟60英寸的相对速度沿该平头对接绕焊一圈。该方法声称无需使用上述Simons方法的环形宽间隙和多圈焊接，且焊接得更快，焊接质量更高。但是，尽管Oros/DeJager方法较之Simons方法具有所声称的优点，但它也有它的缺点。即，Oros/DeJager方法在焊接时需要使用特种保护气体和细心对准自耗电极。另一个缺点是需要极大量热量来熔合该平头对接的根部，从而造成该处的金相组织性能变差。

本发明的目的是提供一种使用常见隋性保护气体以单圈焊缝把两铝驱动轴部件电弧焊接在一起的方法。

本发明的一个特征是，把一铝万向轴管压套到-铝轭架的端部上而形成-狭槽，从而以单圈焊缝就可使该狭槽填满焊料而在这两部件之间形成强抗扭焊接连接。

本发明的另一个特征是，用高强度脉冲直流电维持电弧、用常见隋性气体保护电弧，从而迅速把铝万向轴管电弧焊接到铝轭架上。

本发明的又一个特征是，铝万向轴管与铝轭架对接部的形状做成为便于把这两部件互相电弧焊接在一起的环形狭槽。

在本发明一实施例中，该铝万向轴管有一便于把该铝万向轴管插入铝轭架中以便于把这两个部件电弧焊接在一起的弧形端面。

在本发明另一实施例中，该铝万向轴管有一便于该铝万向轴管插入该轭架中以便于这两个部件电弧焊接在一起的三段式端面。

在本发明又一实施例中，该轭架有一便于这两个部件电弧焊接在一起的锥形面。

从下述结合附图的详述中可更清楚看出本发明的上述和其它目的，特征和优点，在这些附图中相同部件用同一标号表示。附图中：

图1为一驱动轴组件的局部纵向剖面图，其两个铝部件放置成有待接照本发明电弧焊接在一起；

图2为图1驱动组件的局部放大剖面图；示出两铝部件正按照本发明电弧焊接在一起；

图3为图1驱动轴组件的纵向图，示出两铝部件由焊好的焊缝连接在一起；

图4为本发明另一实施例的局部放大剖面图；

图5为本发明又一实施例的局部放大剖面图；

请参见附图，一驱动轴组件10包括一管状驱动轴或万向轴管12，其两端各有一轭架14用来把该驱动轴组件10装到一车辆中。这两个轭架14与该万向轴管12连接方式相同，因此附图中只示出下文欲详述的一个轭架14及其与万向轴管12的连接方式。

驱动轴管12由铝、铝合金或其它铝基材料制成，例如在铝合金基体中含有氧化铝的铝金属基体。这类铝万向轴管下面简称为“铝”万向轴管，这些铝万向轴管较之钢万向轴管具有重量轻、刚性高的优点以及其它公知优点。

轭架14也由“铝”制成，即轭架14由铝、铝合金或其它铝基材料制成，例如在铝合金基体中含有氧化铝的铝金属基体，这些铝轭架较之钢轭架也具有重量轻、刚性高的优点以及其它公知优点。