铝合金车体焊接残余应力消除装置和消除方法 |
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申请号 | CN202210548911.2 | 申请日 | 2022-05-20 | 公开(公告)号 | CN114990317A | 公开(公告)日 | 2022-09-02 |
申请人 | 江麓机电集团有限公司; | 发明人 | 肖明月; 杨兵; 黄浩; 刘子聪; 李正勇; 赵晨冰; 刘文辉; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种 铝 合金 车体 焊接 残余应 力 消除装置,包括振动液压系统、振动平台、车体固定工装,所述振动平台底部设有若干振动液压系统,振动液压系统通过紧固 螺栓 固定在地面上, 铝合金 车体放置在振动平台上并通过车体固定工装固定,所述振动平台一侧设有DIC数字散斑测量系统,所述振动平台内设有温控加热型鼓 风 机。本发明将加热与振动相结合,消除焊接时产生的 应力 ,能够有效提高 焊缝 质量 、强度、疲劳性能以及使用寿命。 | ||||||
权利要求 | 1.一种铝合金车体焊接残余应力消除装置,其特征在于:包括振动液压系统、振动平台、车体固定工装,所述振动平台底部设有若干振动液压系统,振动液压系统通过紧固螺栓固定在地面上,铝合金车体放置在振动平台上并通过车体固定工装固定,所述振动平台一侧设有DIC数字散斑测量系统,所述振动平台内设有温控加热型鼓风机。 |
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说明书全文 | 铝合金车体焊接残余应力消除装置和消除方法技术领域背景技术[0002] 在焊接加热和冷却过程中,由于受热不均焊件内部会产生不均匀温度场,从而使得铝合金车体焊缝金属组织发生变化并产生残余应力。在服役工程中,与所受其他荷载相互叠加,使其产生二次变形和残余应力的重新分布,不但会降低结构的刚度和稳定性,而且会严重影响构件的力学性能与使用寿命。 [0003] 目前,大多采用超声冲击方式进行消除残余应力,但是超声冲击多为手持方式,操作强度大,且不能保持恒定的冲击压力,生产效率低,并不适合批量生产。CN204195084U公开了一种焊缝的加热装置,但是仅仅局限于汽车各部件的壳体,且残余应力消除率低。 发明内容[0004] 为了解决上述技术问题,本发明提供一种结构简单、拆装方便的铝合金车体焊接残余应力消除装置,并提供一种铝合金车体焊接残余应力消除方法。 [0005] 本发明解决上述问题的技术方案是:一种铝合金车体焊接残余应力消除装置,包括振动液压系统、振动平台、车体固定工装,所述振动平台底部设有若干振动液压系统,振动液压系统通过紧固螺栓固定在地面上,铝合金车体放置在振动平台上并通过车体固定工装固定,所述振动平台一侧设有DIC数字散斑测量系统,所述振动平台内设有温控加热型鼓风机。 [0006] 上述铝合金车体焊接残余应力消除装置,所述温控加热型鼓风机包括鼓风机、测温装置和温控加热装置,测温装置与温控加热装置相连,温控加热装置的加热元件安装在鼓风机末尾管道处。 [0007] 上述铝合金车体焊接残余应力消除装置,所述DIC数字散斑测量系统具有多个工业相机采集图像。 [0008] 一种铝合金车体焊接残余应力消除方法,包括以下步骤:1)将铝合金板材进行预时效处理,然后进行碱洗、装配; 2)用砂轮机打磨铝合金板材待焊部位; 3)用丙酮擦拭铝合金板材待焊部位; 4)将耐高温颗粒粘附在铝合金板材待焊部位周围的母材区; 5)进行焊接,在焊接铝合金车体过程中,利用DIC数字散斑测量系统计算得到焊接过程中铝合金车体变形场数据; 6)利用吊车将焊后铝合金车体转移到振动平台上,并利用车体固定工装将焊后铝合金车体固定在振动平台上; 7)将振动平台内的鼓风机打开,调节温度至65℃,将焊后铝合金车体进行T6I4断续时效处理; 8)启动振动液压系统,调节振动频率,使其与铝合金车体形成共振; 9)热处理、振动同时作用,消除焊后铝合金车体焊接残余应力。 [0010] 上述铝合金车体焊接残余应力消除方法,所述步骤2)中,打磨区域为铝合金板材待焊部位20~25mm范围内。 [0011] 上述铝合金车体焊接残余应力消除方法,所述步骤3)中,丙酮擦拭区域为铝合金板材待焊部位20~25mm范围内。 [0012] 上述铝合金车体焊接残余应力消除方法,所述步骤8)中,振动时间为2h。 [0013] 本发明的有益效果在于:1、本发明通过DIC数字散斑测量系统得到焊后铝合金车体变形情况,有利于及时发现焊接过程中的问题,解决问题。 [0014] 2、本发明将加热与振动相结合,消除焊接时产生的应力,能够有效提高焊缝质量、强度、疲劳性能以及使用寿命。 [0015] 3、本发明采用的DIC数字散斑测量系统、鼓风机加热和液压振动系统均是单独控制、拆卸方便且可单独使用。 [0017] 图1为本发明铝合金车体焊接残余应力消除装置的结构示意图。 [0018] 图2为本发明铝合金车体焊接残余应力消除方法的流程图。 具体实施方式[0019] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。 [0020] 如图1所示,一种铝合金车体焊接残余应力消除装置,包括振动液压系统2、振动平台3、车体固定工装6,所述振动平台3底部设有若干振动液压系统2,振动液压系统2通过紧固螺栓1固定在地面上,铝合金车体4放置在振动平台3上并通过车体固定工装6固定,所述振动平台3一侧设有DIC数字散斑测量系统,所述振动平台3内设有温控加热型鼓风机。 [0021] 所述温控加热型鼓风机包括鼓风机、测温装置和温控加热装置,测温装置与温控加热装置相连,温控加热装置的加热元件安装在鼓风机末尾管道处。 [0022] 所述DIC数字散斑测量系统具有多个工业相机采集图像。 [0023] 如图2所示,一种铝合金车体4焊接残余应力消除方法,包括以下步骤:1)将铝合金板材进行120℃/2h预时效处理,碱洗去除铝合金板材表面的脏物,去除表面的自然氧化膜,装配。 [0024] 2)用砂轮机将铝合金板材待焊部位(即焊缝5)20~25mm范围内打磨光亮,去除工件表面氧化膜。 [0025] 3)用丙酮擦拭铝合金板材待焊部位20~25mm范围内,清理板表面残余废屑。 [0026] 4)将耐高温颗粒粘附在铝合金板材待焊部位周围的母材区。 [0027] 5)进行焊接,在焊接铝合金车体4过程中,利用DIC数字散斑测量系统计算得到焊接过程中铝合金车体4变形场数据。 [0028] 6)利用吊车将焊后铝合金车体4转移到振动平台3上,并利用车体固定工装6将焊后铝合金车体4固定在振动平台3上。 [0029] 7)将振动平台3内的鼓风机打开,调节温度至65℃,将焊后铝合金车体4进行T6I4断续时效处理。 [0030] 8)启动振动液压系统2,调节振动频率,使其与铝合金车体4形成共振,振动时间为2h。 [0031] 9)根据实际需求,振动与热处理可单独也可同时作用于车体,其中同时作用于车体可显著地消除焊后残余应力以及提高焊缝强度。 |