[實用新型]一種處理鎂合金焊接接頭的熱碾壓形變裝置

有效

• 申請號: 201520307030.7
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN204620730U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 初雅杰;李曉泉;韓昕宸
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: B21D1/02
• 分類號: B21D1/02;B21D37/16;B23K9/167
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及一種熱碾壓形變裝置，特別是涉及一種處理鎂合金焊接接頭的熱碾壓形變裝置，屬于鎂合金焊接工藝領域。

背景技術

焊接是鎂合金產品制造的關鍵加工技術，但鎂合金焊接性能不好，很難實現可靠連接。為此鎂合金結構件以及鎂合金與其它材料結構件之間的連接，成為制約鎂合金應用的技術瓶頸和亟待解決的關鍵技術之一。

鎂合金焊接接頭的可靠性已成為其應用的迫切問題，目前鎂合金正在應用于眾多承力結構件的制造，如汽車制造業中鎂合金方向盤骨架、動力系統自動變速箱、油底、鎂合金管材汽車底盤等。這些承力結構件的焊接接頭強度、塑性及疲勞性能等問題是產品安全可靠性的最基本而又最重要的評價指標。

資料表明，在鎂合金焊接結構的失效中，許多事故是由于焊接接頭的斷裂造成的。在實際工程應用中，許多焊接結構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，那么焊接結構很容易在正常服役期間就發生失效斷裂，引起較大的工程事故，所以在結構設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構而言，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構失效斷裂事故占總斷裂事故的80％以上。

鎂合金焊接結構在工程應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，會引起結構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性能，導致鎂合金焊接接頭存在以下缺點：

①接頭外形的不連續性，勢必造成余高與母材的交界處有應力集中現象；

②接頭組織的不連續性，鎂合金接頭的熱影響區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；

③由于焊縫金屬的收縮性，在接頭附近會產生殘余應力，降低接頭的力學性能；

④接頭有焊接缺陷，由于鎂合金的化學性質活潑，焊接過程中不可避免的會有氣孔、夾渣等焊接缺陷出現；

⑤接頭外觀不平整、不美觀。

目前，已有研究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熱率、大膨脹系數、更低的熔點和沸點等特性，使得在鎂合金焊縫及近縫區易產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性能；并且鎂還能與空氣中的氮氣強烈化合形成脆性氮化物，會大幅降低接頭的力學性能。

所以，在鎂合金焊接技術中，解決其焊接接頭強韌性，是確保鎂合金焊接結構應用的一個必要條件。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于，克服現有技術中的不足，提供一種處理鎂合金焊接接頭的熱碾壓形變裝置，特別適用于鎂合金焊接工藝領域。

本實用新型所要解決的技術問題是提供結構簡單、布局緊湊、拆裝方便、制作容易、安全可靠、實用性強的處理鎂合金焊接接頭的熱碾壓形變裝置，采用熱碾壓形變方法來改善鎂合金焊接接頭的缺陷，將接頭壓平，不僅消除外形的不連續性和應力集中現象，達到接頭組織更加均勻；而且采用熱壓可以使收縮的焊縫金屬獲得延展，可以校正變形并調節內應力的分布，可以起到焊后局部熱處理的效果，從而消除部分殘余應力；同時可以減弱或消除氣孔、夾渣等缺陷，實現外觀平整美觀，極具有產業上的利用價值。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種處理鎂合金焊接接頭的熱碾壓形變裝置，包括按序分布并供焊接好的鎂合金焊接接頭依次通過的保溫加熱裝置、主滾輪組和副滾輪組；所述保溫加熱裝置用于對焊接好的鎂合金焊接接頭進行加熱，所述主滾輪組和副滾輪組用于對加熱好的鎂合金焊接接頭依次進行加壓、使得鎂合金焊接接頭的焊縫余高依次經過至少兩次碾壓后被壓平至焊縫與母材齊平。

本實用新型進一步設置為：所述保溫加熱裝置包括通過支架固定的上加熱裝置和下加熱裝置，以及處于上加熱裝置和下加熱裝置之間供焊接好的鎂合金焊接接頭通過的加熱通道；所述主滾輪組包括上主滾輪、下主滾輪、以及處于上主滾輪和下主滾輪之間供加熱好的鎂合金焊接接頭通過的主滾通道；所述副滾輪組包括上副滾輪、下副滾輪、以及處于上副滾輪和下副滾輪之間供經主滾通道碾壓過的鎂合金焊接接頭通過的副滾通道。

其中，所述加熱通道的寬度為鎂合金焊接接頭焊縫寬度的3～6倍；所述主滾通道和副滾通道的寬度為鎂合金焊接接頭焊縫寬度的1.5～3倍。

本實用新型進一步設置為：所述主滾輪組和副滾輪組均為2對，使得鎂合金焊接接頭的焊縫余高依次經過四次碾壓后被壓平。