專利名稱：鎂合金管材及提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎂合金管材，具體涉及鎂合金管材及提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法。
背景技術(shù)：
由于鎂合金是目前世界上實際應(yīng)用中比重最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其具有強(qiáng)度和剛度高、抗震力強(qiáng)、長期使用不易變形等優(yōu)點，被世界公認(rèn)為二十一世紀(jì)“綠色工程材料”，因此，鎂合金管材廣泛地應(yīng)用于航空、汽車以及自行車等領(lǐng)域。以自行車領(lǐng)域為例，用鎂合金制造的自行車架要比用鋼、鋁合金或鈦合金制造的自行車輕，大體上和碳纖維相當(dāng)，但是其成本大大低于碳纖維。但是，由于鎂合金的塑性較差，用鎂合金制作自行車車架面臨的主要技術(shù)問題是焊接性能不穩(wěn)定，主要原因在于焊道處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，如夾雜、氣孔、疏松、咬邊等缺陷，這些缺陷對塑性較差的鎂合金特別敏感。另外，焊道附近的鎂合金顯微組織在焊接時高溫金屬溶液的作用下發(fā)生了變化，已經(jīng)不是擠壓型材的組織，其強(qiáng)度只有基體組織的60-70 %，也就是說，基體與焊道附近存在一個強(qiáng)度差，這些因素導(dǎo)致了焊道附近部位疲勞強(qiáng)度降低，在做疲勞振動試驗時和使用過程中極易在焊口前產(chǎn)生斷裂，達(dá)不到測試標(biāo)準(zhǔn)。如圖1所示，現(xiàn)有的鎂合金自行車架，自行車架主管20與折疊器10處的焊縫30處容易產(chǎn)生裂口 40。如何提高鎂合金管材焊道附近的強(qiáng)度是鎂合金管材焊接工藝中急待解決的問題。 通常人們解決這個問題的方法有兩個方案第一種方案是在焊道30的外面增加一個補(bǔ)強(qiáng)片50，如圖2所示；第二種方案是增加型材的壁厚。然而，這兩種方法都不能有效的解決這個問題。在第一種方案中，在焊道30外面增加一個補(bǔ)強(qiáng)片50，實質(zhì)上相當(dāng)于把焊口向前延長了一段距離，在做振動疲勞或使用過程中，仍然會在補(bǔ)強(qiáng)片的焊口 60前斷裂。在第二種方案中，增加壁厚雖然增加了焊道附近的強(qiáng)度，但是，沒有解決基體與焊道附近強(qiáng)度差的問題，最終還是要在這里斷裂，而且增加了壁厚，會相應(yīng)地增加重量，失去了鎂合金重量輕的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決用鎂合金管材焊接件在焊口附近容易斷裂的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，在鎂合金管材焊接端的管壁上鉆多個OS-IOmm的焊接工藝通孔，并在鎂合金管材焊接端的管腔內(nèi)過盈配合放入一段40-50mm的襯管，通過所述焊接工藝通孔將所述鎂合金管材與所述襯管焊接到一起形成加強(qiáng)管材，在銑床上加工所述加強(qiáng)管材的端部弧口，使其端面形狀與其相配的待焊件形狀一致，最后將所述加強(qiáng)管材與所述待焊件焊接為一體。在上述方法中，所述鎂合金管材為鎂合金圓管。
在上述方法中，所述襯管的外徑比所述鎂合金圓管的內(nèi)徑大0. 01-0. 05mm，通過加熱所述鎂合金圓管的端部使其膨脹，并將所述襯管壓入所述鎂合金圓管端部的內(nèi)腔中。在上述方法中，所述鎂合金管材焊接部位端部的管壁上設(shè)有前、后兩圈焊接工藝通孔，所述前、后兩圈焊接工藝通孔均包括2-4個沿所述鎂合金管材周向均布的通孔組成。在上述方法中，所述襯管的外端伸出所述鎂合金管材的外端3mm-4mm。在上述方法中，通過兩層焊道焊接所述加強(qiáng)管材與所述待焊件，第一層焊接所述襯管與所述待焊件，第二層在第一層的外面焊接所述加強(qiáng)管材與所述待焊件。本發(fā)明還提供了一種鎂合金管材，其焊接端的管壁上設(shè)有多個Φ8-10πιπι的焊接工藝通孔，管腔內(nèi)過盈配合設(shè)有一段40-50mm的襯管，通過所述焊接工藝通孔內(nèi)將所述鎂合金管材與所述襯管焊接為一體。在上述鎂合金管材中，所述鎂合金管材為鎂合金圓管，所述襯管的外徑比所述鎂合金圓管的內(nèi)徑大0. 01-0. 05mm。在上述鎂合金管材中，所述鎂合金管材焊接端的管壁上設(shè)有前、后兩圈焊接工藝通孔，所述前、后兩圈焊接工藝通孔均包括2-4個沿所述鎂合金管材周向均布的通孔組成。在上述鎂合金管材，所述焊接工藝通孔的圓心至所述襯管的端部的距離為 10-12mm。本發(fā)明提供的提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，在鎂合金管材焊接端的管腔內(nèi)設(shè)置了一段襯管，相當(dāng)于增厚了焊接部位的壁厚，增強(qiáng)了焊道的強(qiáng)度，避免了焊道處的應(yīng)力集中，使鎂合金管材焊接件不易斷裂，充分發(fā)揮鎂合金質(zhì)輕的優(yōu)點。


圖1為現(xiàn)有鎂合金自行車架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為另一種現(xiàn)有鎂合金自行車架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的鎂合金自行車架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為自行車架主管與襯管的焊接示意圖。
具體實施例方式下面通過鎂合金自行車架這一種具體實施方式
為例，詳細(xì)說明提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，但是，本發(fā)明提供的方法并不局限于鎂合金自行車架，而適用于所有結(jié)構(gòu)形式的鎂合金管材焊接件。下面結(jié)合附圖和具體實施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖3所示，本發(fā)明提供的鎂合金管材1，其焊接端的管壁上設(shè)有多個Φ8-10πιπι的焊接工藝通孔4 (參見圖4)，管腔內(nèi)過盈配合放入一段40-50mm的襯管3，通過焊接工藝通孔4將鎂合金管材1與襯管3焊接到一起。為了提高焊接質(zhì)量，鎂合金管材1焊接端的管壁上設(shè)有前、后兩圈焊接工藝通孔， 前、后兩圈焊接工藝通孔均包括2-4個沿鎂合金管材1周向均布的通孔組成。焊接工藝通孔4的圓心至襯管3的端部的距離為10-12mm。本發(fā)明提供的提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法如下(1)在鎂合金管材1焊接端的管壁上鉆多個Φ8-10πιπι的焊接工藝通孔4，并在鎂合金管材焊接端的管腔內(nèi)過盈配合放入一段40-50mm的襯管3。以鎂合金圓管為例，襯管3 的外徑比鎂合金圓管的內(nèi)徑大0. 01-0. 05mm，通過加熱鎂合金圓管使其膨脹，并將襯管3壓入鎂合金圓管的內(nèi)腔中。(2)通過焊接工藝通孔4將鎂合金管材1與襯管3焊接到一起，并將焊點打磨平形成加強(qiáng)管材，打磨后鎂合金管材1從外表面看不到焊接的痕跡。(3)在銑床上加工加強(qiáng)管材的弧口，使其端面形狀與其相配的待焊件2形狀一致， 為了便于加工，使襯管3與鎂合金管材1的弧口一致，襯管3的外端伸出鎂合金管材1的外端 3mm-4mm0(4)將加強(qiáng)管材與待焊件2焊接為一體。通過兩層焊道焊接加強(qiáng)管材與待焊件，第一層焊接襯管與待焊件，第二層在第一層的外面焊接鎂合金管材與待焊件。在上述方法中，鎂合金管材焊接部位端部的管壁上設(shè)有前、后兩圈焊接工藝通孔， 前、后兩圈焊接工藝通孔中的每一圈均由2-4個沿鎂合金管材1周向均布的通孔組成，并且前圈與后圈焊接工藝通孔中的各通孔分別交錯布置，從而保證了襯管3與鎂合金管材1可靠地焊接為一體，提高了連接強(qiáng)度，如圖4所示。上述工藝僅以圖3中所示的折疊器2 (即待焊件2~)與自行車架主管1 (即鎂合金管材1)的焊接為例加以說明，但是，本工藝同樣適用于其他鎂合金管材焊接件。本發(fā)明提供的提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法有如下優(yōu)點(1)在鎂合金管材的焊接端嵌裝襯管，相當(dāng)于增厚了端頭處的壁厚，有利于焊接， 增大了焊口的強(qiáng)度。(2)嵌裝襯管不會產(chǎn)生應(yīng)力集中，不會在補(bǔ)強(qiáng)前斷裂。(3)嵌裝襯管可以減薄鎂合金管材管壁的壁厚，減輕鎂合金管材的整體重量，充分發(fā)揮鎂合金的質(zhì)輕優(yōu)點。(4)嵌裝襯管增強(qiáng)一接頭處的剛度。(5)通過焊接工藝通孔的方法將鎂合金管材與襯管焊接為一體，鎂合金管材的外表面光滑，沒有補(bǔ)丁，美觀大方。本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，其特征在于，在鎂合金管材焊接端的管壁上鉆多個OS-IOmm的焊接工藝通孔，并在鎂合金管材焊接端的管腔內(nèi)過盈配合放入一段40-50mm的襯管，通過所述焊接工藝通孔將所述鎂合金管材與所述襯管焊接到一起形成加強(qiáng)管材，在銑床上加工所述加強(qiáng)管材的端部弧口，使其端面形狀與其相配的待焊件形狀一致，最后將所述加強(qiáng)管材與所述待焊件焊接為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，其特征在于，所述鎂合金管材為鎂合金圓管。
3.如權(quán)利要求2所述的提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，其特征在于，所述襯管的外徑比所述鎂合金圓管的內(nèi)徑大0. 01-0. 05mm，通過加熱所述鎂合金圓管的端部使其膨脹，并將所述襯管壓入所述鎂合金圓管端部的內(nèi)腔中。
4.如權(quán)利要求1所述的提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，其特征在于，所述鎂合金管材焊接部位端部的管壁上設(shè)有前、后兩圈焊接工藝通孔，所述前、后兩圈焊接工藝通孔均包括2-4個沿所述鎂合金管材周向均布的通孔組成。
5.如權(quán)利要求1所述的提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，其特征在于，所述襯管的外端伸出所述鎂合金管材的外端3mm-4mm。
6.如權(quán)利要求1所述的提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，其特征在于，通過兩層焊道焊接所述加強(qiáng)管材與所述待焊件，第一層焊接所述襯管與所述待焊件，第二層在第一層的外面焊接所述加強(qiáng)管材與所述待焊件。
7.鎂合金管材，其特征在于，所述鎂合金管材焊接端的管壁上設(shè)有多個OS-IOmm的焊接工藝通孔，管腔內(nèi)過盈配合設(shè)有一段40-50mm的襯管，通過所述焊接工藝通孔內(nèi)將所述鎂合金管材與所述襯管焊接為一體。
8.如權(quán)利要求7所述的鎂合金管材，其特征在于，所述鎂合金管材為鎂合金圓管，所述襯管的外徑比所述鎂合金圓管的內(nèi)徑大0. 01-0. 05mm。
9.如權(quán)利要求7所述的鎂合金管材，其特征在于，所述鎂合金管材焊接端的管壁上設(shè)有前、后兩圈焊接工藝通孔，所述前、后兩圈焊接工藝通孔均包括2-4個沿所述鎂合金管材周向均布的通孔組成。
10.如權(quán)利要求9所述的鎂合金管材，其特征在于，所述焊接工藝通孔的圓心至所述襯管的端部的距離為10-12mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂合金管材及提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，所述方法如下，在鎂合金管材焊接端的管壁上鉆多個Φ8-10mm的焊接工藝通孔，并在鎂合金管材焊接端的管腔內(nèi)過盈配合放入一段40-50mm的襯管，通過焊接工藝通孔將鎂合金管材與襯管焊接到一起形成加強(qiáng)管材，在銑床上加工所述加強(qiáng)管材的端部弧口，使其端面形狀與其相配的待焊件形狀一致，最后將加強(qiáng)管材與待焊件焊接為一體。本發(fā)明提供的提高鎂合金管材焊接件焊道附近強(qiáng)度的方法，在鎂合金管材焊接端的管腔內(nèi)設(shè)置了一段襯管，相當(dāng)于增厚了焊接部位的壁厚，增強(qiáng)了焊道的強(qiáng)度，避免了焊道處的應(yīng)力集中，使鎂合金管材焊接件不易斷裂，充分發(fā)揮鎂合金質(zhì)輕的優(yōu)點。
文檔編號F16S3/00GK102172803SQ201110072870
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者蔡樂勤 申請人:瑞安市樂勤航空部件有限公司