CN109848250B - 铝合金薄板填丝热整形工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金薄板填丝热整形工艺，针对由3～5mm的铝合金薄板焊接成整体结构产品后的变形处进行整形处理，包括如下工艺步骤：利用钨极惰性气体保护焊对产品表面变形区域进行局部区域的加热并填丝；对产品表面加热填丝区域进行敲击；对敲击后的产品表面进行抛光处理。本发明工艺的铝合金薄板填丝热整形加热温度低，热影响区范围小，并且增加填充金属的方式，最大限度减少了母材金属元素烧损带来得对母材性能影响；可针对不同情况的变形，灵活选择加热整形位置，实现点、线、面多种加热方式；适用于3～5mm的板材，对较大平面的矫正优势大。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金薄板填丝热整形工艺，尤其是一种通过钨极惰性气体保护焊在填丝条件下实现对铝合金薄板整形的工艺。
背景技术
铝合金材料焊接被越来越广泛地应用到铁路车辆及其零部件制造、船舶内装等各领域，但其线膨胀系数大(其线膨胀系数是碳素钢和低合金钢的两倍)，凝固时体积收缩率大，焊件变形和应力较大，所以铝合金薄板(指1.5～8mm厚铝板)整形问题的解决对铝合金材料产品实现外观、功能性等要求至关重要。整形是目前消除材料或制件的不平、不直、弯曲、翘曲等缺陷的有效加工方法，受限于铝合金材料性能的局限，如熔化温度低，材料硬度小等，使现有的冷、热整形等对其均有很大弊端。
在常温状态下冷整形，结合手工或机械整形方式，对焊接后变形的铝合金部件进行矫正，可以有效消除应力，改善变形状态。通常在冷整形过程中，会借助平板、铁砧、手锤和一些压力工具，通过锤击、弯曲、伸张等方法进行。在针对铝合金薄板，尤其是较大平面的板上进行整形时，使用冷整形有诸多缺点：(1)板材表面留下密集且较深的凹坑：铝合金材料硬度较小，锤击的方式极易在表面留下凹坑，对其外观以及后续的涂装等留下很大的难题；(2)工作量大且效率低下：对于手工和机械整形，前者需要较大劳动力的投入，后者涉及到不同整形设备的投入，工作量均较大，整形效率低；(3)限制大，对一些变形无法达到较好效果：由于铝合金材料线膨胀系数大，焊接受热过程中产生的收缩、翘曲、中凸等一系列变形严重，使用冷整形无法达到理想的整形效果，尤其对于中凸、鼓胀等情况，无理想方式解决。
通过加热到高温状态进行矫正的热整形，对于解决焊后各类变形有较好效果。铝合金材料热整形是先使用氧乙炔火焰枪按照工艺方案确定的方式加热，然后若有必要，使用锤击等方式进行辅助矫正。氧乙炔火焰温度高，容易对铝合金材料表面造成烧伤，出现微裂纹、凹坑等情况，其次对火焰温度的控制十分苛刻，尤其在焊缝及其附近整形时，温度应严格控制在200℃～300℃之间，否则易引起焊缝开裂等现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种铝合金薄板填丝热整形工艺，解决了铝合金薄板因焊接受热及其他方式引起的变形，同时保证其整形效果及表面质量，减少甚至去除表面整形凹坑，提高了整形效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铝合金薄板填丝热整形工艺，针对由3～5mm的铝合金薄板焊接成整体结构产品后的变形处进行整形处理，包括如下工艺步骤：
A.利用钨极惰性气体保护焊对产品表面变形区域进行局部区域的加热并填丝；
B.对产品表面加热填丝区域进行敲击；
C.对敲击后的产品表面进行抛光处理。
利用钨极惰性气体保护焊进行的铝合金薄板填丝热整形工艺与焊接有类似之处，加热方式及填充材料均与该类材料对应的焊接工艺方法相同，但因铝合金薄板填丝热整形技术所使用的焊接参数，如电流大小、焊接时间、焊缝长度等均较小，故铝合金薄板填丝热整形技术的热输入比焊接更小，母材的熔化量小，热影响区范围小，所以其加热过程中对母材组织、性能等的影响也较小。
进一步地，所述步骤(A)中的产品表面变形区域为面板中凸变形或下凹变形时，对变形局部区域进行均匀的点状加热填丝。
进一步地，所述步骤(A)中的产品表面变形区域为长而窄的条状面板边翘曲变形或对角翘曲变形时，对变形局部区域进行均匀的条状加热填丝。
所述步骤(A)中的产品表面变形区域为较大面板局部中凸或下凹变形较大时，对变形局部进行面状或回旋状的加热填丝。
进一步地，所述步骤(B)中产品表面加热填丝区域垫胶木块用榔头敲击或直接采用木榔头敲击。
本发明的有益效果是：
(1)铝合金薄板填丝热整形加热温度低：铝合金材料的熔化温度一般在660℃左右，相比于碳钢等材料，其熔化温度低，所以热整形时加热温度应相对较低；
(2)热影响区范围小，并且增加填充金属的方式，最大限度减少了母材金属元素烧损带来得对母材性能影响；
(3)可针对不同情况的变形，灵活选择加热整形位置，实现点、线、面多种加热方式；
(4)适用于3～5mm的板材，对较大平面的矫正优势大：铝合金薄板填丝热整形不仅能对较小平面进行整形，更是在对较大平面的矫正上有优势，并且在整形过程中，配合适当的敲击，能在对板材表面很少造成凹坑的同时最大限度矫正尺寸。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的产品结构示意图。
图2是对焊接好的产品底板窄边处进行条状加热填丝的示意图。
图3是对焊接好的产品侧板进行点状加热填丝的示意图。
图4是对焊接好的产品上表面进行点状加热填丝的示意图。
图5是对焊接好的产品底板进行整形后的示意图。
图6是对焊接好的产品侧板进行整形后的示意图。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的产品：美国阿尔斯通渥太华牵引箱，使用材料为3mm～4mm铝合金5052-H32板材，牵引箱箱体基本尺寸为：2032mm*1545mm*574mm,其最大平面底板为1503mm*2019mm。
该产品特点及难点：首先，该产品焊接量大。底板为两块板材通过焊接拼接而成，箱体底板与侧板拼接的四周、侧板间相互拼接的四条棱均需要满焊；且箱体内部多个隔板也需要进行焊接。巨大的焊接量，导致产品平面度变形严重，因其中凸、翘曲等不同程度与形式的变形，尤其因多处结构为窄板连接，故窄板处变形后无法通过正常整形工艺完成整形；其次，产品图纸平面度等要求高：底面平面度要求平面度≤3mm，侧面平面度≤2mm，且多处孔位安装要求高；再次，因产品结构等因素限制，工装可保证尺寸有限，尤其对于平面度等，根本无法通过工装保证其要求；最后，无法使用常规整形手段完成整形：由于客户要求表面不允许有较明显凹凸等要求，所以不能采用直接敲击形式整形；又因材料为5xxx系Al-Mg合金，故为防止过度损伤母材，不能通过氧乙炔火焰整形方式。
结合该产品的特点及难点，本实施例采用一种铝合金薄板填丝热整形工艺：对箱体六个面进行整形，按照不同变形情况对箱体进行整形，底板(如图2)、四周侧板(如图3)、上表面(如图4)的顺序进行整形铝合金薄板填丝热整形：经过利用钨极惰性气体保护焊对箱体进行填丝热整形，过程中主要以点状填丝加热为主，部分区域使用线状填丝加热，配合适当的敲击(敲击时为防止凹坑，采用垫胶木块或木榔头整形的方式)，箱体平面度、垂直度得到有效改善，基本符合图纸要求。如图5所示，底板整形后，平面度≤3mm，经打磨后，无明显凹坑，解决了波浪纹变形的问题。如图6所示，四周侧板整形后，整体平面度≤3mm，图纸明确要求部位平面度≤2mm，表面无明显凹坑等现象。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种铝合金薄板填丝热整形工艺，针对由3～5mm的铝合金薄板焊接成整体结构产品后的变形处进行整形处理，其特征在于：包括如下工艺步骤：
A.利用钨极惰性气体保护焊对产品表面变形区域进行局部区域的加热并填丝；
B.对产品表面加热填丝区域进行敲击；
C.对敲击后的产品表面进行抛光处理；
所述步骤(A)中的产品表面变形区域为面板中凸变形或下凹变形时，对变形局部区域进行均匀的点状加热填丝；
所述步骤(A)中的产品表面变形区域为长而窄的条状面板边翘曲变形或对角翘曲变形时，对变形局部区域进行均匀的条状加热填丝；
所述步骤(A)中的产品表面变形区域为较大面板局部中凸或下凹变形较大时，对变形局部进行面状或回旋状的加热填丝。
2.根据权利要求1所述的铝合金薄板填丝热整形工艺，其特征在于：所述步骤(B)中产品表面加热填丝区域垫胶木块用榔头敲击或直接采用木榔头敲击。
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