一種7xxx系時效強(qiáng)化鋁合金焊接接頭焊后熱處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高速列車用7ΧΧΧ系時效強(qiáng)化高強(qiáng)鋁合金焊接接頭焊后熱處理的裝置，具體地說是應(yīng)用鋁板、淬火噴水頭、感應(yīng)加熱線圈，測溫儀控制箱、感應(yīng)加熱控制箱等構(gòu)成的一種7ΧΧΧ系時效強(qiáng)化高強(qiáng)鋁合金焊接接頭焊后熱處理的裝置，屬于機(jī)械加工類。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，高速列車因其節(jié)能環(huán)保和安全快捷而越來越成為人們出行必不可少的交通工具之一。為達(dá)到節(jié)能環(huán)保和快速安全的目的，各種輕量化的高強(qiáng)度鋁合金結(jié)構(gòu)件廣泛應(yīng)用于高速列車中。7ΧΧΧ系鋁合金為時效強(qiáng)化型鋁合金，是高速列車車體材料中的一種高強(qiáng)鋁合金，該系列鋁合金結(jié)構(gòu)件一般采用熔化極氣體保護(hù)電弧焊(MIG)制備。由于MIG焊接熱輸入量大、能量集中會使得焊接接頭焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的組織與性能在焊接高溫環(huán)境的影響下發(fā)生變化，即焊接接頭的軟化。
[0003]現(xiàn)有針對高速列車鋁合金焊接接頭焊后強(qiáng)化的方法主要有余高補(bǔ)強(qiáng)法、錘擊法、超聲波法等。余高補(bǔ)強(qiáng)法僅能對焊縫區(qū)的整體強(qiáng)度有少許提高，對于熱影響區(qū)強(qiáng)度的提高甚微，并且如果余高過高不但會影響高速列車車體的整體美觀，還會造成焊接接頭應(yīng)力集中。錘擊法和超聲波法僅能以物理力學(xué)或能量的方式使焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的部分粗大晶粒細(xì)化，以此來達(dá)到提高焊接接頭強(qiáng)度的目的。但是7ΧΧΧ系鋁合金為時效強(qiáng)化型鋁合金，其主要強(qiáng)化形式為第二相強(qiáng)化，而不是非熱處理強(qiáng)化相鋁合金的細(xì)晶強(qiáng)化形式。因此，通過錘擊法和超聲波法對焊接接頭強(qiáng)度的提升也十分有限，并且錘擊法和超聲波法費(fèi)時費(fèi)力，工業(yè)制造中較少采用。
[0004]本實(shí)用新型旨在解決7ΧΧΧ系時效強(qiáng)化鋁合金MIG焊接接頭焊后嚴(yán)重軟化的弊端，提供了一種對焊接接頭的焊縫區(qū)和熱影響區(qū)進(jìn)行局部熱處理的裝置，即一種7ΧΧΧ系時效強(qiáng)化鋁合金焊接接頭焊后熱處理裝置。該裝置可以通過局部熱處理的方式使得焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的粗大晶粒細(xì)化，還可以使焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的粗大強(qiáng)化相回溶并析出彌散的細(xì)小強(qiáng)化相，從而實(shí)現(xiàn)用細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的方式來提高焊接接頭的力學(xué)性能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型旨在解決上述問題，提供了一種7ΧΧΧ系時效強(qiáng)化鋁合金焊接接頭焊后熱處理的裝置。其采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型是一種7ΧΧΧ系時效強(qiáng)化鋁合金焊接接頭焊后熱處理裝置，包括鋁合金焊接接頭焊縫區(qū)和熱影響區(qū)正上方的感應(yīng)加熱線圈，以及感應(yīng)加熱線圈正上方的絕熱板，位于焊縫區(qū)和熱影響區(qū)上下表面上的測溫儀控制箱，位于焊縫區(qū)和熱影響區(qū)兩側(cè)鋁合金板材上下兩個表面的水冷銅管，位于水冷銅管外側(cè)固定水冷銅管的外側(cè)壓緊鋼板以及外側(cè)壓緊鋼板外側(cè)的快速夾緊工具，位于壓緊鋼板兩端的緊固螺栓，位于焊縫區(qū)和熱影響區(qū)上表面兩側(cè)和下表面正下方的淬火噴水頭，位于鋁板兩側(cè)的淬火噴水頭支撐架。
[0007]所述感應(yīng)加熱線圈以矩形方式平鋪在焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的上表面，感應(yīng)加熱線圈從焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的一端引入從矩形中心處引出，引入端和引出端連接到感應(yīng)加熱電源上;感應(yīng)加熱線圈外包有絕緣絕熱材料，感應(yīng)加熱線圈固定在電木板的下表面上，便于加熱完畢后將感應(yīng)加熱線圈及時撤出。
[0008]所述測溫儀控制箱內(nèi)置有熱電偶測溫儀，其熱電偶貼片緊貼在進(jìn)行固溶處理或時效處理的焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的上下表面，通過熱電效應(yīng)原理并通過測溫儀控制箱外側(cè)上的溫度顯示器來監(jiān)測溫度的變化。
[0009]所述水冷銅管位于焊接接頭需要加熱的焊縫區(qū)和熱影響區(qū)上下表面的兩側(cè)，水冷銅管靠近鋁板一側(cè)為平面，其材質(zhì)為具有良好導(dǎo)熱性能的紫銅，水冷銅管內(nèi)通有循環(huán)冷卻水，水冷銅管一端為進(jìn)水口另一端為出水口，且水冷銅管緊貼在需要冷卻的鋁板的上下表面。通過循環(huán)水的冷卻作用和銅、鋁的良好導(dǎo)熱性，可以對冷卻位置處的母材區(qū)進(jìn)行冷卻，這樣便使得焊接接頭無需熱處理的母材區(qū)的強(qiáng)化相不會因局部熱處理的高溫而發(fā)生回溶長大，從而使得母材區(qū)的力學(xué)性能得以保存。
[0010]所述壓緊鋼板包括外側(cè)壓緊鋼板和內(nèi)側(cè)壓緊鋼板，位于水冷銅管的外側(cè)，與水冷銅管構(gòu)成整個水冷裝置，外側(cè)壓緊鋼板將整個水冷裝置固定在鋁板上，內(nèi)側(cè)壓緊鋼板用來固定和壓緊水冷銅管，外側(cè)壓緊鋼板上開有圓孔使得外側(cè)壓緊鋼板上的快速夾緊工具通過這些圓孔可以對內(nèi)側(cè)壓緊鋼板施加壓緊力，從而使水冷銅管可以緊密貼緊到需要冷卻的母材區(qū)的上下表面。
[0011]所述緊固螺栓位于壓緊鋼板的兩端，通過上下兩個螺母將上下兩個壓緊鋼板緊固到母材區(qū)冷卻區(qū)域的上下表面。
[0012]所述淬火噴水頭包括第一淬火噴水頭和第二淬火噴水頭，位于焊縫區(qū)和熱影響區(qū)上表面兩側(cè)和下表面正下方，內(nèi)有常溫高壓水，噴水范圍能夠覆蓋焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的整個上下表面。當(dāng)固溶處理完畢后，立即將感應(yīng)加熱線圈從焊縫區(qū)和熱影響區(qū)上方移走，然后馬上打開淬火噴水頭的開關(guān)，通過噴出的常溫水進(jìn)行冷卻處理。一定要注意從固溶完畢到高壓水噴到焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的上下表面的時間一定要控制在7?25s內(nèi)，即在淬火轉(zhuǎn)移時間內(nèi)要進(jìn)行水冷淬火處理。
[0013]所述淬火噴水頭支撐架包括第一淬火噴水頭支撐架和第二淬火噴水頭支撐架，位于鋁板兩側(cè)，對鋁板進(jìn)行支撐并使鋁板保持水平。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:一種7XXX系時效強(qiáng)化鋁合金焊接接頭焊后熱處理裝置，在對焊接接頭母材力學(xué)性能影響較小的基礎(chǔ)上，對焊接接頭力學(xué)性能薄弱的焊縫區(qū)和熱影響區(qū)進(jìn)行焊后局部熱處理，通過局部熱處理使得焊縫區(qū)和熱影響的粗大晶粒細(xì)化，并使得粗大強(qiáng)化相回溶后析出細(xì)小彌散的強(qiáng)化相，從而實(shí)現(xiàn)用細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的方式來提高焊接接頭的整體力學(xué)性能。
【附圖說明】
[0015]圖1:本實(shí)用新型一種7ΧΧΧ系時效強(qiáng)化鋁合金焊接接頭焊后熱處理裝置裝配正視圖；
[0016]圖2:本實(shí)用新型一種7χχχ系時效強(qiáng)化鋁合金焊接接頭焊后熱處理裝置的俯視圖；
[0017]符號說明:
[0018]1、鋁板支撐架，2、鋁板，3、外側(cè)壓緊鋼板，4、水冷銅管，5、快速夾緊工具，6、緊固螺栓，7、第一淬火噴水頭支撐架，8、第一淬火噴水頭，9、絕熱板，10、感應(yīng)加熱線圈，11、供水管，12、熱電偶貼片，13、測溫儀控制箱，14、第二淬火噴水頭，15、水栗，16、焊縫區(qū)，17、第二淬火噴水頭支撐架，18、感應(yīng)加熱控制箱，19、熱影響區(qū)，20、內(nèi)側(cè)壓緊鋼板。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖1-2對本實(shí)用新型的具體構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0020]本實(shí)用新型是一種7XXX系時效強(qiáng)化鋁合金焊接接頭焊后熱處理裝置，包括鋁合金焊接接頭焊縫區(qū)16和熱影響區(qū)19正上方的感應(yīng)加熱線圈10，以及感應(yīng)加熱線圈10正上方的絕熱板9，位于焊縫區(qū)16和熱影響區(qū)19上下表面上的測溫儀控制箱13，位于焊縫區(qū)16和熱影響區(qū)19兩側(cè)鋁合金板材上下兩個表面的水冷銅管4，位于水冷銅管4外側(cè)固定水冷銅管4的外側(cè)壓緊鋼板3以及外側(cè)壓緊鋼板3外側(cè)的快速夾緊工具5，位于壓緊鋼板兩端的緊固螺栓6，位于焊縫區(qū)16和熱影響區(qū)19上表面兩側(cè)和下表面正下方的淬火噴水頭，位于鋁板2兩側(cè)的淬火噴水頭支撐架。
[0021]所述感應(yīng)加熱線圈10以