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目前铝合金在产品加工制造行业被广泛应用。铝合金产品在加工制造过程中由于受到外力或焊接应力的影响,通常会产生一定程度的变形,这些变形通常都要进行矫正,而使其符合产品质量要求。实践证明,多数变形的构件是可以矫正的。矫正的原理都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。在生产实际过程中普遍应用的矫正方法,主要有机械矫正、手工矫正和火焰矫正,因此要针对产品不同的结构和变形程度合理选择最佳的矫正方法,以获得最佳的矫正效果。
铝合金热处理代号
F自由加工状态(适用于成型过程中对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品,该状态产品的力学性能不作规定)
O退火状态(适用于经完全退火获得最低强度的加工产品)
H加工硬化状态(适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经过使强度有所降低的附加热处理,H代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字)
W固溶处理状态(一种不稳定状态,仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效的合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段)
T热处理状态(适用于热处理后,经过加工硬化达到稳定状态的产品)
T1人工时效、T2退火、T4固溶处理+自然时效、T5固溶处理+不完全人工时效、T6固溶处理+完全人工时效、T7固溶处理+稳定化处理、T8固溶处理后冷加工再人工时效的状态、T9固溶处理后人工时效,再经冷加工的状态
(1)机械矫正 铝合金型材和8mm以上厚板常见的矫正设备是压力机。一般来说,板材越厚越容易矫平,越薄的板材矫正起来越困难。在采用机械矫正时需在受力部位加垫板,以避免材料表面产生压伤。用压力机进行矫正通常是针对型钢单一方向的弯曲变形。通常还要配有专用垫块和压块,以保证受力方向稳定,同时避免材料表面压伤保证矫正质量,如图1、图2所示。
(2)手工矫正 对于变形较小的局部变形可采用手工矫正。手工矫正的效果取决于对锤击部位、击打工具及击打方式的正确选择。铝合金产品在选择手工矫正时需谨慎,实施手工矫正时需考虑选用合适的击打工具,如木锤、橡胶锤、尼龙锤等,如图3所示。
用大力击打时还需考虑在受力部位及垫、压部位加胶垫、木片或木块,以保证材料表面在矫正过程中不受损伤。
(3)火焰矫正:火焰矫正经常采用以下三种加热方法:线状加热法、点状加热法、三角形加热法,如图4所示。
(3)影响火焰矫正效果的因素:①工件刚性。②加热位置。③火焰热量。④加热面积。⑤加热方式(点状加热、线状加热、三角形加热)。⑥冷却方式(水冷、风冷、空冷)。
(4)铝合金加热时的温度控制:由于铝合金在加热过程中颜色无明显变化,因此在火焰矫正过程中需格外谨慎和仔细。加热温度需用温度笔来测试,如图5所示。
在CRH6动车司机室乘务员门生产中,乘务员门在组焊后门立柱直线度超差,大量的采用了机械矫正法,其主要优点是:调修量容易操作掌控,无附加变形的影响,且对材质强度影响较小,生产效率高。
矫正过程如下:
(1)将待矫正乘务员门放置在工作平台上,并用支撑定位块垫起。支撑定位块材质为铝合金和尼龙块,要求表面光滑,无棱角毛刺。支撑定位块的形状要与待调修工件轮廓相适应。支撑定位块的设置要使工件待调修部位与调修受力方向保持垂直,使工件受力方向与与其变形方向一致,保证调修效果。
(2)门柱调修时门柱两端支撑定位块到压头的距离要相等或近似相等(d≈d'),保证工件在进行压力调修过程中压头两端工件变形均匀,且保持稳定的状态。支撑定位块到压头的距离d较大时,调修时所需要的调修力较小,但工件回弹大,适用于变形较小的均匀变形;当d较小时,所需要的调修力较大,调修效果明显,但工件表面易产生压痕。因此要根据工件变形情况来确定支撑定位块的摆放位置。
(3)调修过程中压力机压头不能直接接触工件施压,必须在施压部位增加垫块。垫块的大小和形状要与工件相适应,垫块要求具有足够刚度和适当硬度。垫块应选择表面光滑的铝合金板、尼龙块或木块。
垫块的作用主要有两点:一是增加工件受力面积,防止压头对工件表面产生压痕,同时确保受力方向稳定;二是调修过程中垫块与工件表面能产生微小的相对滑动,减少对工件变形过程的影响。
(4)压力机对门立柱施压位置的选择,应选择门立柱刚度较大的位置,即门立柱变形最为严重的部位。调修时注意压头的进给行程,先初步设定一个较小的进给行程,松开后查看变形矫正的效果;如果矫正效果不好,再次矫正时适当增加压头行程。如此反复摸索变形调修所需要的力,逐渐矫正变形以满足技术要求,如图7所示。
铝合金构件的矫正方法和矫正原理与钢结构矫正有很多共通的方面,关键是要掌握矫正铝合金的金属特性和热处理性能,特别是热加工温度的区别和控制手段,区别应对,以此为原则采用合理的矫正手段实施矫正,即能获得良好的矫正效果。铝加工编辑部:CJM 声明:本文内容来源于焊接切割联盟、等,图片源于网络,作者简介:王强、李东风、赵学武,中车南京浦镇车辆有限公司。本文刊登于《金属加工》杂志,引用目的在于传递更多信息,并不代表本公众号赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题,请来电或致函告之,我们将及时给予处理