[發明專利]一種超聲波輔助同步焊接并進行熱處理的集成平臺及方法

有效

• 申請號: 202110546482.0
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113199130B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 嚴繼康;董石玉;周國瓊;甘國友;冷崇燕;萬祥明;邱哲生;李家奇
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B23K20/10
• 分類號: B23K20/10;B23K20/24;B23K20/26;C21D9/50;C21D1/63
• 代理公司: 天津煜博知識產權代理事務所(普通合伙) 12246
• 代理人: 朱維

本發明涉及一種超聲波輔助同步焊接并進行熱處理的集成平臺及方法，屬于焊接技術領域。該平臺包括箱體、焊接墊板、液氮噴頭、焊槍、夾具、控制面板、移動墊板、加熱底板、電動窗、機械臂、超聲波振動板和豎向隔板。本發明將超聲波輔助焊接過程與熱處理過程同步進行，超聲波輔助使得焊縫中的氣體排出，液氮急冷可以細化晶粒，同步熱處理使熔池從700?750℃高溫快速冷卻至室溫。本發明通過超聲波輔助及同步熱處理方法，可以使焊接接頭晶粒細化，更好地改善金屬焊接性能，降低熱裂紋敏感性，且操作方便，安全性高。

技術領域

本發明涉及一種超聲波輔助同步焊接并進行熱處理的集成平臺及方法，屬于焊接技術領域。

背景技術

目前，在實際生產中，焊接平臺的集成化使用較少，而焊接過程很容易產生氣孔、裂紋及接頭軟化等缺陷。在鋁合金激光焊接中，鋁合金自由電子密度高，很容易與激光中攜帶能量的光子作用將能量反射掉，因此焊接時對激光的吸收率相對較低。氣孔是鋁合金焊接中的重點問題，一般分為兩類，分別為氫氣孔和工藝氣孔。一般情況下，鋁合金凝固時的收縮率比較大，并且焊接應力和焊接變形大，同時，焊縫類金屬在結晶過程中會產生一種低熔點的共晶組織，從而使晶界的結合力相對降低，并在焊接拉應力的作用下形成熱裂紋。焊縫為鑄態組織，焊接后強化效果將會消失，而產生軟化。

發明內容

本發明針對現有工件焊接的問題，提出一種超聲波輔助同步焊接并進行熱處理的集成平臺及方法，本發明通過先利用超聲波振動器件進行除氣，使得熔池中氣孔減少，并且通過液氮急冷細化晶粒，最后進行焊后熱處理，可以使焊縫晶粒細化、熱裂紋傾向降低、強度增加。

本發明為解決其技術問題而采用的技術方案是：

一種超聲波輔助同步焊接并進行熱處理的集成平臺，包括箱體、焊接墊板3、液氮噴頭4、焊槍5、夾具6、控制面板7、移動墊板10、加熱底板11、電動窗12、機械臂13、超聲波振動板14和豎向隔板，

豎向隔板豎直固定設置在箱體內，豎向隔板兩側分別為焊接腔體和熱處理腔體，超聲波振動板14設置在箱體的底部且超聲波振動板14位于焊接腔體內，焊接墊板3設置在超聲波振動板14的頂端，機械臂13的底端固定設置在箱體的底部且機械臂13位于焊接墊板3與加熱底板11之間，夾具6設置在箱體的底部，焊槍5和液氮噴頭4設置在焊接墊板3的正上方，加熱底板11設置在箱體的底部且加熱底板11位于熱處理腔體內，移動墊板10設置在加熱底板11的正上方，熱處理腔體的中部內側壁設置有密封圈，移動墊板10、密封圈、豎向隔板和箱體的側壁形成淬火腔體，箱體的側壁設置有淬火介質出入口，淬火介質出入口通管道外接淬火介質雙向泵，淬火介質8通過淬火介質雙向泵從淬火介質出入口加入或排出，豎向隔板的底部開設有電動窗12，液氮噴頭4外接液氮罐1，焊槍5外接焊機2，

超聲波振動板14、機械臂13、焊槍5、液氮噴頭4、加熱底板11和電動窗12均與控制面板7連接；

所述移動墊板10的四角均設置有滾輪，熱處理腔體的四角豎直設置有縱向滑軌，滾輪滑設在縱向滑軌上；

進一步的，所述移動墊板10為磁性墊板，熱處理腔體的中部內側壁設置有環狀電磁鐵，環狀電磁鐵位于密封圈的邊緣，環狀電磁鐵與控制面板7連接；

進一步的，所述超聲波振動板14包括振動頂板、殼體、超聲波發生器，振動頂板固定設置在殼體的頂端，殼體內填充設置有水，超聲波發生器的發射端設置有殼體內的中心，超聲波發生器與控制面板連接；

所述熱處理腔體的四角設置有支撐構件，支撐構件包括支撐梁9、電動伸縮桿II16、上滑軌17和下滑軌18，上滑軌17和下滑軌18水平平行設置在熱處理腔體的四角且上滑軌17位于密封圈的底端，支撐梁9滑設在上滑軌17和下滑軌18之間，電動伸縮桿II16水平設置且電動伸縮桿II16的底座固定設置在熱處理腔體的壁上，電動伸縮桿II16的伸縮端與支撐梁9的端頭固定連接，電動伸縮桿II16與控制面板7連接；淬火處理時，移動墊板10位于支撐梁9頂端；