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，如汽車制造業(yè)中 鎂合金方向盤骨架、動力系統(tǒng)自動變速箱、油底、鎂合金管材汽車底盤等。這些承力結(jié)構(gòu)件 的焊接接頭強度、塑性及疲勞性能等問題是產(chǎn)品安全可靠性的最基本而又最重要的評價指 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 實際工程應(yīng)用中，許多焊接結(jié)構(gòu)都是在交變的動載荷下服役的，此時如果僅僅考慮焊接接 頭的靜載抗拉強度或屈服強度，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)計時必須充分考慮焊接接頭在交變載荷下的疲勞強度性 能，而對于鎂合金焊接結(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)用中會受到各 種振動、脈動載荷或交變載荷的作用，這些載荷對其使用的安全性和工作壽命的威脅極大， 會引起結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋形核和微裂紋擴展，特別是鎂合金熔焊接頭。由于焊接加工工藝本 身的特點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：
[0003] ①接頭外形的不連續(xù)性，勢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，焊接過程中不可避免的會有氣 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，解決其焊接接頭強韌性，是確保鎂合金焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)用的一 個必要條件。目前已有研宄采用了不同的焊接方法和手段來消除或減弱鎂合金焊接接頭的 上述缺點，但是這些方法對上述問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)、更低的熔點和沸點等特性，使得在鎂合金焊縫及近縫區(qū)易產(chǎn)生過熱組織且晶粒粗 大，這種粗大晶粒會直接影響接頭的力學(xué)性能，鎂還能與空氣中的氮氣強烈化合形成脆性 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，同時可以細(xì)化晶粒，大大提高了焊接接頭的強度及塑性，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，所述凸曲面的頂點和所述水平段齊平。
[0012] 優(yōu)選地，所述凸曲面的頂點和所述凹曲面的頂點之間的垂直距離為3-10mm。
[0013] 優(yōu)選地，所述凸曲面的頂點和所述凹曲面的頂點之間的垂直距離為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，采用鎢級氬弧焊對母板進(jìn)行對焊接，得到無焊接缺陷焊接接頭；
[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，所述凸曲面的頂點與所述凹曲面的頂點之間的垂直距離為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，實現(xiàn)焊縫向母材平 緩過渡；
[0025] ②雙向彎曲變形是通過多向壓縮變形，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)過壓制滾輪組，可以使接頭平整美觀。
【附圖說明】
[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)合實施例進(jìn)行更詳細(xì)的說明。然而，所示附圖，只是為了更好的說明本發(fā) 明的技術(shù)方案，并不是本發(fā)