[实用新型]一种7xxx系时效强化铝合金焊接接头焊后热处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高速列车用7xxx系时效强化高强铝合金焊接接头焊后热处理的装置,具体地说是应用铝板、淬火喷水头、感应加热线圈，测温仪控制箱、感应加热控制箱等构成的一种7xxx系时效强化高强铝合金焊接接头焊后热处理的装置，属于机械加工类。

背景技术

近年来，高速列车因其节能环保和安全快捷而越来越成为人们出行必不可少的交通工具之一。为达到节能环保和快速安全的目的，各种轻量化的高强度铝合金结构件广泛应用于高速列车中。7xxx系铝合金为时效强化型铝合金，是高速列车车体材料中的一种高强铝合金，该系列铝合金结构件一般采用熔化极气体保护电弧焊(MIG)制备。由于MIG焊接热输入量大、能量集中会使得焊接接头焊缝区和热影响区的组织与性能在焊接高温环境的影响下发生变化，即焊接接头的软化。

现有针对高速列车铝合金焊接接头焊后强化的方法主要有余高补强法、锤击法、超声波法等。余高补强法仅能对焊缝区的整体强度有少许提高，对于热影响区强度的提高甚微，并且如果余高过高不但会影响高速列车车体的整体美观，还会造成焊接接头应力集中。锤击法和超声波法仅能以物理力学或能量的方式使焊缝区和热影响区的部分粗大晶粒细化，以此来达到提高焊接接头强度的目的。但是7xxx系铝合金为时效强化型铝合金，其主要强化形式为第二相强化，而不是非热处理强化相铝合金的细晶强化形式。因此，通过锤击法和超声波法对焊接接头强度的提升也十分有限，并且锤击法和超声波法费时费力，工业制造中较少采用。

本实用新型旨在解决7xxx系时效强化铝合金MIG焊接接头焊后严重软化的弊端，提供了一种对焊接接头的焊缝区和热影响区进行局部热处理的装置，即一种7xxx系时效强化铝合金焊接接头焊后热处理装置。该装置可以通过局部热处理的方式使得焊缝区和热影响区的粗大晶粒细化，还可以使焊缝区和热影响区的粗大强化相回溶并析出弥散的细小强化相，从而实现用细晶强化和弥散强化的方式来提高焊接接头的力学性能。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供了一种7xxx系时效强化铝合金焊接接头焊后热处理的装置。其采用的技术方案如下：

本实用新型是一种7xxx系时效强化铝合金焊接接头焊后热处理装置，包括铝合金焊接接头焊缝区和热影响区正上方的感应加热线圈，以及感应加热线圈正上方的绝热板，位于焊缝区和热影响区上下表面上的测温仪控制箱，位于焊缝区和热影响区两侧铝合金板材上下两个表面的水冷铜管，位于水冷铜管外侧固定水冷铜管的外侧压紧钢板以及外侧压紧钢板外侧的快速夹紧工具，位于压紧钢板两端的紧固螺栓，位于焊缝区和热影响区上表面两侧和下表面正下方的淬火喷水头，位于铝板两侧的淬火喷水头支撑架。

所述感应加热线圈以矩形方式平铺在焊缝区和热影响区的上表面，感应加热线圈从焊缝区和热影响区的一端引入从矩形中心处引出，引入端和引出端连接到感应加热电源上；感应加热线圈外包有绝缘绝热材料，感应加热线圈固定在电木板的下表面上，便于加热完毕后将感应加热线圈及时撤出。

所述测温仪控制箱内置有热电偶测温仪，其热电偶贴片紧贴在进行固溶处理或时效处理的焊缝区和热影响区的上下表面，通过热电效应原理并通过测温仪控制箱外侧上的温度显示器来监测温度的变化。

所述水冷铜管位于焊接接头需要加热的焊缝区和热影响区上下表面的两侧，水冷铜管靠近铝板一侧为平面，其材质为具有良好导热性能的紫铜，水冷铜管内通有循环冷却水，水冷铜管一端为进水口另一端为出水口，且水冷铜管紧贴在需要冷却的铝板的上下表面。通过循环水的冷却作用和铜、铝的良好导热性，可以对冷却位置处的母材区进行冷却，这样便使得焊接接头无需热处理的母材区的强化相不会因局部热处理的高温而发生回溶长大，从而使得母材区的力学性能得以保存。

所述压紧钢板包括外侧压紧钢板和内侧压紧钢板，位于水冷铜管的外侧，与水冷铜管构成整个水冷装置，外侧压紧钢板将整个水冷装置固定在铝板上，内侧压紧钢板用来固定和压紧水冷铜管，外侧压紧钢板上开有圆孔使得外侧压紧钢板上的快速夹紧工具通过这些圆孔可以对内侧压紧钢板施加压紧力，从而使水冷铜管可以紧密贴紧到需要冷却的母材区的上下表面。

所述紧固螺栓位于压紧钢板的两端，通过上下两个螺母将上下两个压紧钢板紧固到母材区冷却区域的上下表面。