[发明专利]一种改进铝合金板材折弯成形的方法

说明书

本发明提供了一种改进铝合金板材折弯成形的方法，包括：(1)用底座、横梁和设置在底座与横梁之间的支柱，所述横梁下方设有搅拌针和搅拌轴肩一体式搅拌头的搅拌摩擦焊接机处理所述高强铝材形成搅拌摩擦加工区，所述搅拌头含按重量百分比计的如下组分：钨粉80％、碳化钛粉10％和碳化锆粉10％；(2)变形处理所述搅拌摩擦加工区形成塑性成型区。本发明提供的技术方案，可以现实铝材的冷加工折弯成形，对于变形铝材普遍适用，工业上容易实现，适用范围广。并且克服了搅拌摩擦焊接不能焊接角焊缝的问题，加工参数可选择范围大，有益于搅拌摩擦焊接技术在船板及方舱制造中的推广应用。

技术领域

本发明涉及铝合金板材折弯成型领域，具体涉及一种改进铝合金板材折弯成形的方法。

背景技术

铝合金因其导热系数和线膨胀系数都比钢大，加之其熔点低，加热温度受到过烧温度限制，并且加热时颜色变化不明显，很难控制加热温度，给热加工带来很大困难，因此，一般铝合金零部件均采用冷加工成形。

通过对折弯成形过程与受力情况分析可知：在成形过程中板料与折弯下模接触部分的下模圆角处受力较大。铝合金在弯曲成形过程中，使用常规结构的折弯模具通常会产生如下质量缺陷：①与下模圆角接触部位产生拉伤和压痕。由于折弯所用凹模为整体式固定凹模，板材与折弯模具是相对滑动摩擦，所以在铝合金零件的折弯外侧面会产生拉伤和压痕质量缺陷。②在折弯处产生裂纹。弯曲时铝合金板料外侧受拉，弯曲时铝合金板材的外边层沿折弯线方向产生拉裂状态。铝合金板材在折弯过程中弯曲部位发生相对伸长，并且模具材料较硬，铝合金板材较软。所以，在成形过程中铝合金的微粒会附着在折弯下模工作部分表面上，使铝合金折弯零件出现较大拉伤和压痕。③弹性回弹。在模具中经受弯曲加工的铝材零部件，由于弯曲区域存在弹性变形，因而当零部件自模具中取出后，其弯角和弯曲半径将发生变化，影响零部件尺寸精度。铝合金自身的性能是导致产生上述问题的主要原因，严重制约了铝材在船板和方舱制造领域的推广应用。

发明内容

为克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种改进铝合金板材折弯成形的方法。

为实现上述发明目的，采取以下技术方案：

一种改进铝合金板材折弯成形的方法，其改进之处在于，所述方法包括：

(1)用底座、横梁和设置在底座与横梁之间的支柱，所述横梁下方设有搅拌针和搅拌轴肩一体式搅拌头的搅拌摩擦焊接机处理所述高强铝材形成搅拌摩擦加工区，所述搅拌头含按重量百分比计的如下组分：钨粉80％、碳化钛粉10％和碳化锆粉10％；

(2)变形处理所述搅拌摩擦加工区形成塑性成型区。

优选，所述处理的搅拌头的直径10～20mm，倾角为2～3°。

优选，所述搅拌针的针长度比板材厚度小0.1～0.4mm。

优选，包括：所述处理包括在压入量为0.2～0.5mm下进行搅拌和水平方向的移动焊接，所述搅拌速度为ω＝200～2000rpm rpm，水平方向的移动焊接速度υ＝100～1000mm·min-1；

其中，所述搅拌头的搅拌方向为逆时针。

优选，所述铝合金板材为2000系铝合金、6000系铝合金或7000系的铝合金。

优选，所述搅拌摩擦加工区的底部的未焊透层厚度小于板厚的一半。

优选，所述铝材厚度为4mm，所述搅拌速度为ω＝600rpm，水平方向的移动焊接速度100mm/min。

优选，所述铝材厚度为8mm，所述搅拌速度为ω＝600rpm，水平方向的移动焊接速度100mm/min。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的有益效果如下：