(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书 | ||
(10)申请公布号 CN 110524102 A (43)申请公布日 2019.12.03 | ||
(21)申请号 CN201910779713.5
(22)申请日 2019.08.22
(71)申请人 山东省科学院新材料研究所
地址 250014 山东省济南市历下区科院路19号
(72)发明人 刘洪涛 晁延吉 周吉学 李涛 赵国辰 林涛 刘运腾 吴建华 赵静蕊 马百常
(74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限公司
代理人 张晓鹏
(51)Int.CI
权利要求说明书 说明书 幅图 |
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种有效增强焊接接头质量的装置及方法，包括密闭容器、电动载荷装置、充气装置、抽真空装置、控温装置，电动载荷装置位于密闭容器内，电动载荷装置用于对焊接接头施加由上向下的压力，密闭容器外侧分别与抽真空装置连接、充气装置连接，密闭容器内的侧壁及顶壁设置加热元件，加热元件与密闭容器外的控温装置连接，充气装置向密闭容器内充入保护气体。焊接接头通过在密闭容器恒压力‑恒高温处理，大幅消减焊接接头残余应力，减少应力腐蚀开裂，愈合焊接接头气孔、空隙等微观组织缺陷，增强组织致密性，提高其机械性能。 | |
法律状态
法律状态公告日 | 法律状态信息 | 法律状态 |
2019-12-27 | 实质审查的生效 | 实质审查的生效 |
2019-12-03 | 公开 | 公开 |
权 利 要 求 说 明 书
1.一种有效增强焊接接头质量的装置,其特征在于:包括耐压密闭容器、电动载荷装置、充气装置、抽真空装置、控温装置,电动载荷装置位于密闭容器内,电动载荷装置用于对焊接接头施加由上向下的压力,密闭容器外侧分别与抽真空装置连接、充气装置连接,密闭容器内的侧壁及顶壁设置加热元件,加热元件与密闭容器外的控温装置连接,充气装置向密闭容器内充入保护气体。
2.根据权利要求1所述的有效增强焊接接头质量的装置,其特征在于:还包括电动载荷装置控制器,位于密闭容器的外部,与密闭容器内部的电动载荷装置连接。
3.根据权利要求1所述的有效增强焊接接头质量的装置,其特征在于:还包括总控制器,位于密闭容器的外部;密闭容器的内部设置温度传感器,气体压力传感器;温度传感器、气体压力传感器分别与总控制器连接;
优选的,电动载荷装置的上部设置载荷传感器,载荷传感器通过支柱内部走线与总控制器连接。
贾盛强4.根据权利要求1所述的有效增强焊接接头质量的装置,其特征在于:充气装置所填充保护气体为氮气或氩气。
5.权利要求1至4任一所述的有效增强焊接接头质量的装置在合金焊接接头中的应用;
优选的,合金为镁合金或铝合金。
6.利用权利要求1至4任一所述的有效增强焊接接头质量的装置进行增强焊接接头质量的方法,其特征在于:具体步骤为:
将焊接接头进行表面处理;
将表面处理后的焊接接头放入密闭容器内,电动载荷装置压住焊接接头,电动载荷装置对焊接接头施加恒压载荷;
对密闭容器抽真空后,充入一定量的保护气体,再加热密闭容器内部,等容器内部温度达到设定值并保持稳定后,再调节密闭容器的保护气体至所需静气压力值;
当密闭容器内的温度和气压稳定到设定的数值后,保持,一段时间之后使焊接接头在密闭容器内冷却,释放密闭容器内的保护气体,卸载动压力装置的压力,取出焊接接头;
优选的,表面处理方式具体为:首先用砂纸等机械方法去除待焊板材表面氧化层,再用酒精或丙酮清洗板材表面油脂等有机杂质;
优选的,载荷装置以施加压力的速率为0.001~0.1mm/min的准静态加力方式进行,施加的压力范围为10~70MPa;
优选的,抽真空的过程中,真空度控制为小于10毫帕;
优选的,密闭容器内的气压降至标准大气压后,再卸载动压力装置的压力,卸载速率为0.001~0.1mm/min。
7.根据权利要求6所述的增强焊接接头质量的方法,其特征在于:密闭容器内加热的温度控制为100°C-350°C。
8.根据权利要求6所述的增强焊接接头质量的方法,其特征在于:充入保护气体后,密闭容器内的静气压力为100-200MPa。
9.根据权利要求6所述的增强焊接接头质量的方法,其特征在于:密闭容器内温度和气压稳定后,保持的时间为0.5-5h。
10.根据权利要求6所述的增强焊接接头质量的方法,其特征在于:释放密闭容器内的保护气体的温度为38-42°C。
说 明 书
<p>技术领域
本发明属于焊接技术领域,具体涉及一种有效增强焊接接头质量的装置及方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
能源短缺和环境污染是当今世界的突出问题,减轻自身重量成为汽车、航空航天等领域减少环境污染和节约能源的有效方法。据统计汽车质量每降低100千克,油耗就可减少0.7升。在航空航天器中,结构件重量的降低带来燃油费用的减少,则是汽车工业的100倍。铝合金和镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有密度小、比强度高、易于成形等优点,在航空航天、汽车电子等领域应用广泛。在汽车领域,铝合金和镁合金除可用作仪表盘基座、座位框架、方向盘轴、变速箱外壳等外,还可用于发动机、汽车底盘等关键部位,在汽车领域具有广阔的应用前景。
在铝合计和镁合金工程化应用过程中,焊接技术是不可或缺的关键一环,焊接接头的质量对铝合金和镁合金的工程化零部件具有显著影响。由于铝合金和镁合金自身的物理化学性质,两者的焊接技术难度较大,导致了焊接接头的机械性能普遍较差。譬如:(1)铝合金和镁合金在焊接过程中,容易发生卷气,卷入的氮气泡和氢气泡受到的浮力较小,又因为焊缝区的熔融金属冷却速度较快,致使大量的氢和氮逸出困难,最终以气孔的形式残留在焊缝中,气孔将成为焊接接头服役过程中的裂纹扩展源;(2)铝合金和镁合金的焊接熔池在凝固过程中由于体积收缩,会造成缩孔、疏松等微观缺陷,同样对焊接接头服役性能产生不利影响;(3)铝合金和镁合金的热膨胀系数
约为钢铁材料的2倍,焊接过程加热时的膨胀变形和凝固冷却时的收缩变形都非常明显,导致了焊后存在较大的残余热应力,严重影响了焊接接头的机械性能。
发布评论