CN114990317A - 铝合金车体焊接残余应力消除装置和消除方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种铝合金车体焊接残余应力消除装置和消除方法。
背景技术
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
上述铝合金车体焊接残余应力消除方法，所述步骤1）中，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和自然氧化膜。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
4、本发明的残余应力消除装置和方法，节约了人工成本，具有效率高、易操作的优点，适合于规模化生产。
附图说明
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。
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
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
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。
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。
所述DIC数字散斑测量系统具有多个工业相机采集图像。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (8)
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。
2.根据权利要求1所述的铝合金车体焊接残余应力消除装置，其特征在于：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。
3.根据权利要求1所述的铝合金车体焊接残余应力消除装置，其特征在于：所述DIC数字散斑测量系统具有多个工业相机采集图像。
4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的铝合金车体焊接残余应力消除装置的铝合金车体焊接残余应力消除方法，其特征在于，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。
5.根据权利要求4所述的铝合金车体焊接残余应力消除方法，其特征在于，所述步骤1）中，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和自然氧化膜。
6.根据权利要求4所述的铝合金车体焊接残余应力消除方法，其特征在于，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。
7.根据权利要求4所述的铝合金车体焊接残余应力消除方法，其特征在于，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。
8.根据权利要求4所述的铝合金车体焊接残余应力消除方法，其特征在于，所述步骤8）中，振动时间为2h。
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