[發明專利]一種焊后預變形提高接頭與母材變形一致性的方法

有效

• 申請號: 201711107069.4
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107962310B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 任金欣;孫少波;張鑫;王毅;陳久友;李宏偉;李保永;閆寒
• 申請（專利權）人: 北京航星機器制造有限公司
• 主分類號: B23K31/00
• 分類號: B23K31/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發明公開了一種焊后預變形提高接頭與母材變形一致性的方法，包括：步驟一、冷加工預變形：提供一預變形工具；將墊塊放置于筒體上，且使墊塊的下表面與筒體的外表面貼合；使用錘子敲擊墊塊的上表面，從而使縱向焊縫產生的變形與母材本體形狀保持一致；步驟二、熱處理：提供一熱處理工具；將筒體置于凸模和凹模之間；將緊固件預擰緊，從而使筒體夾持于凸模和凹模之間；用加熱毯將筒體完全包裹，對筒體加熱，先設定一個終止溫度，并選擇多個溫度節點，從開始加熱逐漸升溫，待升溫至各溫度節點時對緊固件進行一定程度的緊固，直至升溫至終止溫度，將緊固件完全擰緊。本發明的方法處理成形的筒體其焊縫及熱影響區部位與母材的變形能夠達到協調一致。

技術領域

本發明屬于金屬材料焊接技術領域，尤其涉及一種焊后預變形提高接頭與母材變形一致性的方法。

背景技術

鋁合金具有良好的耐蝕性、較高的比強度和導熱性以及在低溫下能保持良好力學性能等特點，在航空航天、軌道交通、武器裝備等領域應用十分廣泛。在航空航天領域，鋁合金封閉異形氣動構件類零部件產品的整體化、輕量化程度越來越高，制造精度要求也越來越高。而封閉類氣動構件成形前必須經由金屬焊接技術將待成形鋁合金艙體焊接封裝起來。在熱成形過程中密封筒體各處受力及受熱要遵循相應的規律，而焊縫部位往往就是熱成形過程中的敏感部位。因此要求焊縫在熱成形過程中與母材本體協調變形，才能保證最佳成形質量。而筒體縱縫焊接完成后在焊縫熱影響區部位母材金屬會因焊接熱導致變形，使得熱影響區鄰近周邊母材外形曲率變大，與圓筒體形狀產生不協調問題。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的在于提供一種焊后預變形提高接頭與母材變形一致性的方法。

本發明的技術方案為：

一種焊后預變形提高接頭與母材變形一致性的方法，其用于對焊接完成并形成有縱向焊縫的筒體進行處理，包括如下步驟：

步驟一、冷加工預變形：提供一預變形工具，所述預變形工具包括一墊塊和一錘子，所述墊塊具有形狀與所述筒體的外表面一致的下表面；將所述墊塊放置于所述筒體上，且使所述墊塊的下表面與所述筒體的外表面貼合，并使所述縱向焊縫為所述墊塊的下表面所覆蓋；使用所述錘子敲擊所述墊塊的上表面，從而使所述縱向焊縫產生的變形與母材本體形狀保持一致；

步驟二、熱處理：提供一熱處理工具，所述熱處理工具包括凸模、凹模、一對緊固件以及加熱毯，其中，所述凹模具有形狀與所述筒體的外表面一致的凹面，所述凸模具有形狀與所述筒體的內表面一致的凸面，一對緊固件分別對應設置在所述凸模的兩端；將所述筒體置于所述凸模和所述凹模之間，使所述筒體的外表面與所述凹面貼合，使所述筒體的內表面與所述凸面貼合，并使所述縱向焊縫為所述凸面和所述凹面所覆蓋；將所述緊固件預擰緊，從而使所述筒體夾持于所述凸模和凹模之間；用所述加熱毯將所述筒體完全包裹，對所述筒體進行加熱，其中，在加熱過程中，先設定一個終止溫度，并選擇多個溫度節點，從開始加熱逐漸升溫，待升溫至各溫度節點時對緊固件進行一定程度的緊固，直至升溫至所述終止溫度，將所述緊固件完全擰緊，然后在所述終止溫度下保溫一段時間。

優選的是，所述的焊后預變形提高接頭與母材變形一致性的方法中，所述筒體的材質為鋁合金。

優選的是，所述的焊后預變形提高接頭與母材變形一致性的方法中，所述筒體為由型號為5083或5A06的變形鋁合金板材焊接而成。

優選的是，所述的焊后預變形提高接頭與母材變形一致性的方法中，所述步驟二中，將所述緊固件預擰緊，其所施加的預擰緊力矩設為15N·m。

優選的是，所述的焊后預變形提高接頭與母材變形一致性的方法中，所述步驟二中，在加熱過程中，所述終止溫度設定為大于200℃且小于等于250℃，所述多個溫度節點依次為100℃和200℃。

優選的是，所述的焊后預變形提高接頭與母材變形一致性的方法中，所述步驟二中，在所述終止溫度下保溫3小時。