[發明專利]一種汽車管件的接頭增塑方法及裝置

有效

• 申請號: 202011014429.8
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112171059B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 劉鳳德;劉曉軍;趙瑞;張秋實;李彥清;張宏;黃根哲
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/60;B23K26/70;B23K31/12
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

本發明提供一種汽車管件的接頭增塑方法及裝置，其中，該方法包括：步驟一：通過卷管機構，將薄板以冷加工輥壓方式分步卷曲成直筒，以形成待焊管件；步驟二：利用雙激光束從所述待焊管件對接處上方垂直照射，實施焊接?熔凝工藝；前激光束用于焊接管件，后激光束用于實施對焊縫的熔凝處理，最終形成焊接?熔凝管件；所述雙激光束與待焊管件縫隙在同一豎直面上。本發明方法不僅增加了管件接頭的塑性，解決由焊接管件到異型管件加工的焊縫開裂問題，而且提供的裝置具有對待焊管件校圓的功能。

技術領域

本發明涉及金屬材料加工技術領域，尤其涉及一種汽車管件的接頭增塑方法及裝置。

背景技術

汽車排氣系統是從靠近發動機一側開始，由排氣岐管、前部管、柔性管、催化轉換器、前消聲器、中部管、主消聲器和尾管等構成。排氣系統的高溫端如岐管和前管所處環境溫度高達750~900℃，甚至局部可達到950℃，對材料性能要求極高。

鐵素體不銹鋼一般不含鎳，具有導熱系數大，膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點，多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件，也是汽車管路系統制造的優良材料。但焊接制管易出現接頭塑性差及焊趾處應力集中、熱影響區晶粒粗大現象，在焊接管件的旋壓成型、內高壓成形及脹管等加工時焊縫開裂，嚴重制約了焊接管件的深加工成型，接頭增塑成為了焊接制管及其再加工時亟待解決的關鍵技術。

管件常用焊接方法有電弧焊、氬弧焊（TIG）和激光焊接。采用TIG焊接薄壁不銹鋼管件，在生產中常出現焊縫及其熱影響區寬度過大、焊縫過燒、焊接變形大、接頭強度低等問題，阻礙了焊接管件后續深加工產品的制造，降低了產品質量。導致異型管件制造時焊縫或其熱影響區開裂，成品率極低。在擴口（脹管）、壓扁、彎管、旋壓成型時等深加工時焊縫或其熱影響區開裂，這些問題已成為高品質異型管件產品開發的技術瓶頸。若采用電弧焊接制管，其自動化程度和生產效率均較低，更重要的是所用焊接材料致使焊接管件增重，與汽車輕量化的理念背道而馳。汽車產品的發展趨勢強烈要求排氣系統使用新材料、優化結構設計、更新焊接技術和成型技術，以滿足汽車工業的高速發展需求。

全球領先的汽車排氣系統制造企業已將激光焊接技術應用于排氣系統，可以消除卷邊焊縫和焊接點，降低激光焊接不銹鋼管件在冷成型時的廢品率。2000年后，北美Eberspaecher公司為改善生產效率和TIG焊接系統焊接轉化器端部質量問題，新建一條催化轉換器生產線，裝配一臺激光焊接短管材生產單元，生產效率提高了3倍，焊接管件端部質量更高，擴管時具有優良的抗斷裂性能。

然而，盡管激光焊接技術在汽車排氣系統制造中廣泛應用，能夠顯著提高產品性能、可靠性和生產效率，但是，由于焊接管件的焊縫塑性差已成為高端異型管件產品制造面臨的新技術瓶頸，從而使得目前的激光焊接技術并不能滿足高端異型管件產品系列的開發需求。因此，亟需一種激光焊接制管的接頭增塑方法以改善管件焊縫塑性，以滿足高端異型管件制造對焊縫塑性的需求、實現產品結構調整和創新、形成多元化產品型譜體系。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

現有技術中的焊接管件的焊縫塑性差，在采用旋壓成型、內高壓成形等方法制造異型管件產品時焊縫容易開裂，存在生產效率較低、產品合格率低等缺點。

解決以上問題及缺陷的難度為：

探索能顯著提高管件接頭塑性的有效方法。

解決以上問題及缺陷的意義為：

提高異型管件產品制造的質量和效率，大幅提高產品合格率，加快高端異型管件產品開發和應用。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種汽車管件雙激光束“焊接-熔凝”的接頭增塑方法及裝置。

一種汽車管件的接頭增塑方法，包括以下步驟：

步驟一：通過卷管機構，將薄板以冷加工輥壓方式分步卷曲成直筒，以形成待焊管件；