處理焊接接頭的雙向彎曲變形裝置及其處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于焊接工藝領(lǐng)域，具體地，涉及一種處理焊接接頭的雙向彎曲變形裝置 及其處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 焊接是軟合金產(chǎn)品，特別是鎂合金產(chǎn)品制造的關(guān)鍵加工技術(shù)，但鎂合金焊接性能 不好，很難實(shí)現(xiàn)可靠連接。為此鎂合金結(jié)構(gòu)件以及鎂合金與其它材料結(jié)構(gòu)件之間的連接，成 為制約鎂合金應(yīng)用的技術(shù)瓶頸和亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。鎂合金焊接接頭的可靠性已 成為其應(yīng)用的迫切問(wèn)題，目前鎂合金正在應(yīng)用于眾多承力結(jié)構(gòu)件的制造，如汽車(chē)制造業(yè)中 鎂合金方向盤(pán)骨架、動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)變速箱、油底、鎂合金管材汽車(chē)底盤(pán)等。這些承力結(jié)構(gòu)件 的焊接接頭強(qiáng)度、塑性及疲勞性能等問(wèn)題是產(chǎn)品安全可靠性的最基本而又最重要的評(píng)價(jià)指 標(biāo)。資料表明，在鎂合金焊接結(jié)構(gòu)的失效中，許多事故是由于焊接接頭的斷裂造成的。在 實(shí)際工程應(yīng)用中，許多焊接結(jié)構(gòu)都是在交變的動(dòng)載荷下服役的，此時(shí)如果僅僅考慮焊接接 頭的靜載抗拉強(qiáng)度或屈服強(qiáng)度，那么焊接結(jié)構(gòu)很容易在正常服役期間就發(fā)生失效斷裂，弓丨 起較大的工程事故，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮焊接接頭在交變載荷下的疲勞強(qiáng)度性 能，而對(duì)于鎂合金焊接結(jié)構(gòu)而言，疲勞斷裂也是其失效的一種主要形式，由疲勞裂紋引起的 焊接結(jié)構(gòu)失效斷裂事故占總斷裂事故的80%以上。鎂合金焊接結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中會(huì)受到各 種振動(dòng)、脈動(dòng)載荷或交變載荷的作用，這些載荷對(duì)其使用的安全性和工作壽命的威脅極大， 會(huì)引起結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋形核和微裂紋擴(kuò)展，特別是鎂合金熔焊接頭。由于焊接加工工藝本 身的特點(diǎn)和鎂合金自身的物理化學(xué)性能，導(dǎo)致鎂合金焊接接頭存在以下缺點(diǎn)：
[0003] ①接頭外形的不連續(xù)性，勢(shì)必造成余高與母材的交界處有應(yīng)力集中現(xiàn)象；
[0004] ②接頭組織的不連續(xù)性，鎂合金接頭的熱影響區(qū)晶粒組織比焊縫和母材的組織粗 大，整個(gè)接頭的組織不均勻、不連續(xù)；
[0005] ③由于焊縫金屬的收縮性，在接頭附近會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，降低接頭的力學(xué)性能；
[0006] ④接頭有焊接缺陷，由于鎂合金的化學(xué)性質(zhì)活潑，焊接過(guò)程中不可避免的會(huì)有氣 孔、夾渣等焊接缺陷出現(xiàn)；
[0007] ⑤接頭外觀不平整、不美觀。
[0008] 在鎂合金焊接技術(shù)中，解決其焊接接頭強(qiáng)韌性，是確保鎂合金焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)用的一 個(gè)必要條件。目前已有研宄采用了不同的焊接方法和手段來(lái)消除或減弱鎂合金焊接接頭的 上述缺點(diǎn)，但是這些方法對(duì)上述問(wèn)題的解決能力非常有限。由于鎂合金具有高導(dǎo)熱率、大膨 脹系數(shù)、更低的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)等特性，使得在鎂合金焊縫及近縫區(qū)易產(chǎn)生過(guò)熱組織且晶粒粗 大，這種粗大晶粒會(huì)直接影響接頭的力學(xué)性能，鎂還能與空氣中的氮?dú)鈴?qiáng)烈化合形成脆性 氮化物，降低接頭的力學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷和不足，提供了一種處理焊接接頭的 雙向彎曲變形裝置及其處理方法，可以使焊接接頭的焊縫獲得一定的延展，既能降低殘余 應(yīng)力，同時(shí)可以細(xì)化晶粒，大大提高了焊接接頭的強(qiáng)度及塑性，進(jìn)而改善焊接接頭的疲勞性 能，特別適合力學(xué)性能較低的焊接接頭。
[0010] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種處理焊接接頭的雙向彎曲變形裝置，包括 依次設(shè)置的加熱保溫裝置、送板滾輪組、若干對(duì)彎道滾輪組和軋制滾輪組以及貫穿所述保 溫層、送板滾輪組、彎道滾輪組和軋制滾輪組的通道，所述通道分為水平段和彎道段，所述 加熱保溫裝置、送板滾輪組和軋制滾輪組置于所述水平段處，所述彎道滾輪組置于所述彎 道段處，所述彎道段包括若干個(gè)交替設(shè)置的凹曲面和凸曲面，所述彎道滾輪組包括上彎道 滾輪組和下彎道滾輪組，所述上彎道滾輪組置于所述凸曲面處，所述下彎道滾輪組置于所 述凹曲面處。
[0011] 優(yōu)選地，所述凸曲面的頂點(diǎn)和所述水平段齊平。
[0012] 優(yōu)選地，所述凸曲面的頂點(diǎn)和所述凹曲面的頂點(diǎn)之間的垂直距離為3-10mm。
[0013] 優(yōu)選地，所述凸曲面的頂點(diǎn)和所述凹曲面的頂點(diǎn)之間的垂直距離為5mm。
[0014] 優(yōu)選地，所述彎道滾輪組的滾輪為中空的，里面設(shè)有加熱裝置。
[0015] 優(yōu)選地，所述加熱裝置為電阻棒。
[0016] 利用雙向彎曲變形裝置處理焊接接頭的方法，包括以下步驟：
[0017] 步驟一，采用鎢級(jí)氬弧焊對(duì)母板進(jìn)行對(duì)焊接，得到無(wú)焊接缺陷焊接接頭；
[0018] 步驟二，焊接接頭由利用通道的水平段緩慢穿過(guò)加熱保溫裝置，所述加熱保溫裝 置內(nèi)的溫度為150_200°C，焊接接頭穿過(guò)加熱保溫裝置的速度為2. 0-3. Omm/s;
[0019] 步驟三，從加熱保溫裝置內(nèi)出來(lái)的焊接接頭在送板滾輪組的作用下進(jìn)入通道的彎 曲段，由彎曲段彎道滾輪組作用使焊接接頭產(chǎn)生梯度晶粒，最后由軋制滾輪組進(jìn)行碾壓定 型，所述送板滾輪組處的壓力為50-100MPa，所述軋制滾輪組處的壓力為0-100MPa。
[0020] 優(yōu)選地，所述彎曲段包括若干個(gè)交替設(shè)置的凸曲面和凹曲面。
[0021] 優(yōu)選地，所述凸曲面處設(shè)有上彎道滾輪組，所述凹曲面處設(shè)有下彎道滾輪組。
[0022] 優(yōu)選地，所述凸曲面的頂點(diǎn)與所述凹曲面的頂點(diǎn)之間的垂直距離為5mm。
[0023] 本發(fā)明所達(dá)到的有益技術(shù)效果：
[0024] ①將接頭壓制水平，消除了外形的不連續(xù)性和應(yīng)力集中現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)焊縫向母材平 緩過(guò)渡；
[0025] ②雙向彎曲變形是通過(guò)多向壓縮變形，在接頭處累積孿生變形，產(chǎn)生孿晶，隨著彎 曲道次的增加，最終形成上下表面孿晶密度大，中間密度小的對(duì)稱梯度組織；
[0026] ③采用雙向彎曲變形可以使收縮的焊縫金屬獲得延展，可以校正變形并調(diào)節(jié)內(nèi)應(yīng) 力的分布，同時(shí)彎曲前的焊縫局部熱處理，可以消除焊接殘余應(yīng)力；
[0027] ④雙向彎曲變形可以減弱或消除氣孔、夾渣等缺陷；
[0028] ⑤雙向彎曲變形后，再經(jīng)過(guò)壓制滾輪組，可以使接頭平整美觀。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1雙向彎曲變形裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2經(jīng)雙向彎曲變形裝置處理后和未經(jīng)雙向彎曲變形裝置處理的鎂合金焊接接 頭的金相組織對(duì)比圖片；
[0031]圖3母材、焊接接頭、經(jīng)雙向彎曲變形裝置處理的焊接接頭的力學(xué)性能曲線圖譜?！揪唧w實(shí)施方式】
[0032] 為了審查員能更好的了解本發(fā)明的技術(shù)特征、技術(shù)內(nèi)容及其達(dá)到的技術(shù)效果，現(xiàn) 將本發(fā)明的附圖結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。然而，所示附圖，只是為了更好的說(shuō)明本發(fā) 明的技術(shù)方案，并不是本發(fā)