一种采用仿生耦合强化金属材料焊接接头的方法_2

文档序号:9918226阅读:来源:国知局
3成排成列规则分布,点状仿生親合单元直径di为0.5?5mm,深度hi为0.3?2mm,相邻两个点状仿生親合单元4沿焊接方向的间距Si为0.2?20mm,沿对接方向的间距Si ’为0.2?5mm。
[0044]参照图3,点状仿生耦合单元4仅设置于热影响区2,在热影响区2成排成列规则分布,点状仿生耦合单元4直径(12为0.1?2mm,深度1!2为0.1?2mm,相邻两个点状仿生耦合单元4沿焊接方向的间距S2为0.2?20mm,沿对接方向的间距S2,为0.2?2mm。
[0045]参照图4,点状仿生耦合单元4同时设置于热影响区2和焊缝3,在焊缝3的点状仿生親合单元4直径di为0.5?5mm,深度hi为0.3?2mm,相邻两个点状仿生親合单元4沿焊接方向的间距8!为0.2?20mm,沿对接方向的间距S1,为0.2?5mm。在热影响区2的点状仿生耦合单元4直径(12为0.1?2mm,深度出为0.1?2mm,相邻两个点状仿生耦合单元4沿焊接方向的间距S2为0.2?20_,沿对接方向的间距S2 ’为0.2?2_。
[0046]参照图5,仿生耦合单元为条纹状,条纹状仿生耦合单元5单独分布于焊缝3,条纹状仿生耦合单元5在焊缝3表面与焊接方向的夹角α为O?90°,条纹状仿生耦合单元5的宽度Wi为0.5?5mm,深度hi为0.3?2mm,相邻两条纹之间沿焊接方向分布间距Si为0.2?20mm。
[0047]参照图6,仿生耦合单元为网格状,网格状仿生耦合单元6单独分布于焊缝3,网格状仿生耦合单元6在焊缝3表面与焊接方向的夹角α为O?90°,网格状仿生耦合单元6的宽度Wi为0.5?5mm,深度hi为0.3?2mm,网格的相邻两条纹之间沿焊接方向分布间距Si为0.2?20mm,沿对接方向的间距si,为0.2?5_。
[0048]参照图7,条纹状仿生耦合单元5单独分布于热影响区2,条纹状仿生耦合单元5在热影响区2表面与焊接方向的夹角α为O?90°,条纹状仿生耦合单元5的宽度《2为0.1?2mm,深度h2为0.1?2mm,相邻两条纹之间沿焊接方向分布间距S2为0.2?20mm。
[0049]参照图8,网格状仿生耦合单元6单独分布于热影响区2,网格状仿生耦合单元6在热影响区2表面与焊接方向的夹角α为O?90°,网格状仿生耦合单元6的宽度《2为0.I?2mm,深度112为0.1?2mm,网格的相邻两条纹之间沿焊接方向分布间距82为0.2?20mm,沿对接方向的间距S2’为0.2?2mm ο
[0050]参照图9,条纹状仿生耦合单元5共同分布在焊缝3和热影响区2,条纹状仿生耦合单元5在焊缝3表面与焊接方向的夹角α为O?90°,条纹状仿生耦合单元5的宽度奶为0.5?5mm,深度hi为0.3?2mm,相邻两条纹之间沿焊接方向分布间距Si为0.2?20mm。条纹状仿生耦合单元5在热影响区2表面与焊接方向的夹角α为O?90°,条纹状仿生耦合单元5的宽度W2为0.1?2mm,深度h2为0.I?2mm,相邻两条纹之间沿焊接方向分布间距S2为0.2?20mm。
[0051]参照图10,网格状仿生耦合单元6共同分布在焊缝3和热影响区2,网格状仿生耦合单元6在焊缝3表面与焊接方向的夹角α为O?90°,网格状仿生耦合单元6的宽度奶为0.5?5mm,深度hi为0.3?2mm,网格的相邻两条纹之间沿焊接方向分布间距Si为0.2?20mm,沿对接方向的间距S1’为0.2?5mm。网格状仿生耦合单元6在热影响区2表面与焊接方向的夹角α为O?90°,网格状仿生親合单元6的宽度W2为0.1?2mm,深度h2为0.1?2mm,网格的相邻两条纹之间沿焊接方向分布间距S2为0.2?20mm,沿对接方向的间距S2 ’为0.2?2mm。
[0052]参照图11至图14,分别列举了几种分布于焊缝3与热影响区2的仿生耦合单元形貌不同的例子,图11中焊缝3设置条纹状仿生耦合单元5,热影响区2设置点状仿生耦合单元4,其设置参数参考前面数据范围。图12中焊缝3设置点状仿生耦合单元4,热影响区2内设置条纹状仿生耦合单元5,其设置参数参考前面数据范围。图13中焊缝3设置网格状仿生耦合单元6,热影响区2设置点状仿生耦合单元4,其设置参数参考前面数据范围。图14中焊缝3设置点状仿生耦合单元4,热影响区2设置网格状仿生耦合单元6,其设置参数参考前面数据范围。在其它实施例中,也可以是其它的分布组合。
[0053]参照图15,以图15所示的形态加工疲劳试验件,其中尺寸为A = 240mm; B = 70mm; C= 6mm;D = 110mm; 圆弧半径E = 30mm;F=110mm;G = 40mm。
[0054]疲劳试验件为6mm厚AZ3IB板材加工45°“V”型坡口,接头形式为对接接头,采用钨极惰性气体保护焊进行焊接,在其它实施例中,焊接接头也可以采用其它焊接方式,形成焊缝3和热影响区2。经测试,在循环基数为2X 16次数下,未经仿生耦合强化的镁合金焊接接头疲劳强度为41.5Mpa。
[0055]然后利用激光光束在焊缝3或/和热影响区2区域制备仿生耦合单元,并测量制备仿生耦合单元后的对接接头的疲劳强度,与未经仿生耦合强化的试验件相比,得到仿生耦合强化疲劳强度的提高量。
[0056]实施例1
[0057]参照图2,利用激光束在焊缝3表面制备点状仿生耦合单元4,其中点状仿生耦合单元4直径di为1mm,沿焊接方向分布间距Si为3mm,沿对接方向间距Si’为3mm,深度hi为0.5mm。然后将仿生耦合强化后的镁合金焊接接头参照图15尺寸加工成疲劳试验件,在循环基数为2 X 16次数下,与未经仿生耦合强化的试验件相比,仿生耦合强化疲劳强度提高8.0 %。
[0058]实施例2
[0059]参照图3,利用激光束在热影响区2表面制备点状仿生耦合单元4,其中点状仿生耦合单元4直径d2为0.6mm,沿焊接方向分布间距S2为3mm,沿对接方向间距S2 ’为Imm,深度h2为
0.5mm。然后将仿生耦合强化后镁合金焊接接头参照图15尺寸加工成疲劳试验件,在循环基数为2 X 16次数下,与未经仿生耦合强化的试验件相比,仿生耦合强化疲劳强度提高4.2%。
[0060]实施例3
[0061]参照图4,利用激光束在焊缝3和热影响区2表面制备点状仿生耦合单元4,其中焊缝3内点状仿生親合单元4直径di为Imm,沿焊接方向分布间距Si为3mm,沿对接方向间距Si ’为3mm,深度hi为0.5mm。热影响区2内点状仿生親合单元4直径d2为0.6mm,沿焊接方向分布间距S2为3mm,沿对接方向间距S2’为1mm,深度h2为0.5mm。然后将仿生親合强化后镁合金焊接接头参照图15尺寸加工成疲劳试验件。在循环基数为2X 16次数下,与未经仿生耦合强化的试验件相比,仿生耦合强化疲劳强度提高9.7%。
[0062]实施例4
[0063]参照图5,利用激光束在焊缝3表面制备条纹状仿生耦合单元5,其中条纹状仿生耦合单元5与焊接方向夹角α为30°,条纹的宽度Wi为0.8mm,沿焊接方向分布间距Si为3mm,深度In为0.6mm。然后将仿生耦合强化后镁合金焊接接头参照图15尺寸加工成疲劳试验件,在循环基数为2 X 16次数下,与未经仿生耦合强化的试验件相比,仿生耦合强化疲劳强度提高31.8%。
[0064]实施例5
[0065]参照图6,利用激光束在焊缝3表面制备网格状仿生耦合单元6,其中网格状仿生耦合单元6与焊接方向夹角α为90°,网格中每条条纹的宽度Wi为0.8mm,相邻两条纹沿焊接方向分布间距Si为3mm,沿对接方向分布间距Si,为3
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