[发明专利]一种铝合金焊接件的处理工艺

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种铝合金焊接件的处理工艺，属于铝合金材料的热处理技术领域。      

背景技术

铝合金具有中等强度、良好的抗腐蚀性和可焊接性，作为结构材料广泛应用于汽车、船舶、铁道车辆结构件，尤其在汽车中作为轻量化材料而备受关注。但由于铝合金具有良好的导热性，焊接时要求有较大的热输入，尤其是厚尺寸结构件焊接时需要输入的热量更大，焊件温度更高，焊缝的熔合区有再结晶以及热影响区（HAZ）过时效软化现象，焊接接头强度明显降低。通常，焊后强度只有母材的60%-70%，延伸率也有20%以上的下降。在产品应用中容易发生塑性变形和断裂的风险，限制了其应用范围和减弱了轻量化效果。

为了避免上述缺陷，现有技术中对铝合金焊接件进行固溶处理和时效处理。目前， 铝合金焊接件的固溶处理和时效处理方式主要包括以下两种：第一、在焊接之前对铝合金件进行固溶处理和时效处理，该种处理方式的优势在于：由于焊前材料比较工整，便于实现，生产效率高，缺点是焊接时极易产生热影响区（HAZ），且热影响区强度和塑性明显下降，从而影响整个铝合金焊接件的强度以及塑性；第二、将轧制态或挤压态材料焊接后对焊接件进行固溶处理和时效处理，该方法尽管避免了热影响区产生，但是在实际生产中由于焊缝在进行淬火时极易产生微裂纹，并放大焊接固有缺陷，导致焊接强度更低，尤其疲劳强度大幅下降，对于一些振动环境下使用的产品，裂纹迅速扩展，很快发生断裂。

中国专利文献CN102717176 A公开了一种工艺优化的高焊接强度Al-Mg-Si系合金焊接件制备方法，该方法中将对Al-Mg-Si系合金先进行固溶处理，再焊接，焊接后进行时效处理，但是该制备方法中在进行固溶处理后经过自然时效达到T4状态，由于自然时效的时间较长（一般至少需要20小时），造成整个处理工艺的效率不高。

综上所述，如何提高铝合金焊接件的强度、塑性且保证工艺过程的高效性是现有技术还没有解决的技术难题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中铝合金焊接件的处理工艺无法兼顾到铝合金焊接件的高强度、高塑性以及较高的工艺效率的缺陷，从而提供一种能够同时提高铝合金焊接件的强度、塑性以及工艺效率的处理工艺。

为此，本发明提供一种铝合金焊接件的处理工艺，包括如下步骤：

步骤1：将铝合金板材或型材进行固溶处理，先将铝合金板材或型材升温至520℃-540℃，保温1-4小时，然后迅速对所述铝合金板材或型材进行水冷8-12分钟；

步骤2：将冷却后的所述铝合金板材或型材在12小时内进行焊接；

步骤3：将焊接好的所述铝合金板材或型材放入热处理炉中进行时效处理，先将所述铝合金板材或者型材升温至160-170℃，保温20-30分钟，再将所述铝合金板材或者型材升温至185-195℃，保温0.5-3小时。

在所述步骤1中，以不大于15℃/min的升温速率将所述铝合金板材或型材升温至520℃-540℃。

在所述步骤1中，所述铝合金板材或者型材在水冷前的温度不低于520℃。

在所述步骤1中，保温后在一分钟内将所述铝合金板材或型材放入盛水容器中水冷，入水后完全浸入水中。

在所述步骤3中，以不大于10℃/min的升温速率将所述铝合金板材或者型材升温至160-170℃。

在所述步骤3中，以不大于5℃/min升温速率将所述铝合金板材或者型材升温至185-195℃。

在所述步骤3中，所述热处理炉的过冲温度不超过210℃，且在200℃以上停留时间不超过10分钟。

所述铝合金板材或者型材的化学成分为：Si 0.4%-0.8%，Fe≤0.7%，Cu 0.15%-0.4%，Mn≤0.15，Mg 0.8%-1.2%，Cr0.04%-0.35%，Zn≤0.25，Ti≤0.15，杂质：每种杂质≤0.05,杂质合计≤0.15，余量：Al。

所述铝合金板材或者型材的化学成分为：：Si 0.5%-0.7%，Fe≤0.7%，Cu 0.3%-0.4%，Mn≤0.15，Mg 0.9%-1.0%，Cr0.04%-0.30%，Zn≤0.25，Ti≤0.15，杂质：每种杂质≤0.05,杂质合计≤0.15，余量：Al。

在所述步骤1中，保温时间为2小时，在所述步骤3中，在185-195℃温度下保温1小时40分。

在所述步骤2中，焊接方法为氩弧焊，焊接前对焊接位置进行化学处理或不锈钢丝刷打磨以去除表面氧化层。