提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，尤其涉及高速 列車用鋁合金焊接接頭的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，用于提高鋁合金焊接接頭的疲勞強(qiáng)度，屬于軌 道車輛三維測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 高速列車車體結(jié)構(gòu)大多數(shù)采用鋁合金材料為原材料，采用焊接的工藝系統(tǒng)制造。 現(xiàn)有設(shè)計(jì)的鋁合金焊接接頭疲勞極限僅為39MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于A5083、A6N01、A7N01等鋁合金 母材的疲勞極限；極低的疲勞極限降低了高速列車的安全可靠性。由于焊接過程的特殊性， 存在焊接熱輸入大、焊接變形嚴(yán)重、焊縫與母材金屬成分偏析、顯微裂紋、氣孔、焊瘤、未熔 合、未焊透等焊接缺陷等等的諸多問題，因此要保證39MPa的設(shè)計(jì)許用疲勞極限都需要嚴(yán) 格控制焊接接頭制造的各個(gè)環(huán)節(jié)才能夠保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種提高鋁合金焊接接頭疲 勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)。
[0004] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0005] 一種提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在于：包括：可更 換的拋光頭、高壓氣體裝置、陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置、電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置、和智能化電化學(xué) 拋光控制裝置；高壓氣體裝置、陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置、電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置、智能化電化學(xué) 拋光控制裝置均與拋光頭相連；所述智能化電化學(xué)拋光控制裝置內(nèi)置專家數(shù)據(jù)庫(kù)，專家數(shù) 據(jù)庫(kù)中包含各種推薦電化學(xué)拋光工藝參數(shù)；陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置，內(nèi)儲(chǔ)存有粒徑為50um~ 80um的超細(xì)陶瓷丸粒；電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置內(nèi)存貯有電化學(xué)拋光液。
[0006] 所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在于：拋光頭的 材質(zhì)為硬質(zhì)合金，拋光頭表面采用多元共滲方式處理涂覆有3mm厚度的電化學(xué)鍍層。
[0007] 所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在于：拋光頭底 部具有20~50個(gè)的微孔，微孔直徑在100um~300um之間，用于超細(xì)陶瓷丸粒的射出。
[0008] 所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在于：拋光頭包 括拋光頭外圈和拋光頭內(nèi)圈；拋光頭外圈與被拋光試件直接接觸，拋光頭內(nèi)圈與被拋光試 件底部有2~3_的空間，用于存儲(chǔ)電化學(xué)拋光液及陶瓷丸粒；
[0009] 所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在于：拋光頭設(shè) 置有用于與高壓氣體裝置相連通的高壓氣體入口，用于在拋光過程中不斷輸送高壓氣體； 拋光頭設(shè)置有與電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置相連通的拋光液輸入口。
[0010] 所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在于：還包括回 收裝置，用于回收廢舊的拋光液和陶瓷丸粒；拋光頭設(shè)置有廢液回收口，通過廢液回收口與 回收裝置相連通。
[0011] 作為優(yōu)選方案，所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征 在于：所述電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置。
[0012] 所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在于：所述電化 學(xué)拋光液的組分及體積百分比如下：
[0013] 65-80%飽和酸根水溶液、3-8%的阻燃劑、15-30%的無水乙醇；
[0014] 所述飽和酸根水溶液為可溶性氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽中一種或幾種混合物的飽 和溶液；
[0015] 所述阻燃劑選用無機(jī)阻燃劑。
[0016] 有益效果：本發(fā)明提供的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，具有 以下優(yōu)點(diǎn)：由于拋光液中有大量的cr、so廣、ncT等物質(zhì)，可以與金屬表面及近表面的雜質(zhì)、 軟化相發(fā)生反應(yīng)，提高金屬的純度；可以消除由于焊接、機(jī)加工帶來的表面凹槽、劃痕、顯微 裂紋等缺陷，從而降低被處理試件的表面粗糙度；可以在被拋光加工的表面及近表面形成 殘余壓應(yīng)力，殘余壓應(yīng)力的數(shù)值在-lOOMPa~-300MPa之間；可以對(duì)被拋光加工的表面形成 200-500um的表面硬化層，類似于形成表面包鋁層。通過上述功能的綜合作用，從而提高金 屬結(jié)構(gòu)件的抗疲勞、抗腐蝕能力。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明中拋光頭的使用示意圖；
[0019] 圖3為圖2中A-A截面示意圖；
[0020] 圖中：把手1、高壓氣體入口 2、拋光液輸入口 3、廢液回收口 4、拋光頭5、被拋光試 件6〇
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0022] 如圖1所示，一種提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，包括：可更換 的拋光頭、高壓氣體裝置、陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置、電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置、和智能化電化學(xué)拋 光控制裝置；高壓氣體裝置、陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置、電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置、智能化電化學(xué)拋 光控制裝置均與拋光頭5、相連；還包括回收裝置，用于回收廢舊的拋光液和陶瓷丸粒。
[0023] 所述智能化電化學(xué)拋光控制裝置內(nèi)置專家數(shù)據(jù)庫(kù)，專家數(shù)據(jù)庫(kù)中包含各種推薦電 化學(xué)拋光工藝參數(shù)；
[0024] 陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置，內(nèi)儲(chǔ)存有粒徑為50um~80um的超細(xì)陶瓷丸粒；
[0025] 電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置內(nèi)存貯有電化學(xué)拋光液，且設(shè)置有攪拌裝置；
[0026] 如圖2和圖3所示，拋光頭5的材質(zhì)為硬質(zhì)合金，拋光頭采用多元共滲的方式進(jìn)行 處理，采用電化學(xué)鍍涂覆有3_厚度的表面層；
[0027] 拋光頭底部具有20~50個(gè)的微孔7,微孔直徑在100um~300um之間，用于超細(xì) 陶瓷丸粒的射出；使用時(shí)，拋光頭連接在把手1底部。
[0028] 拋光頭5包括拋光頭外圈和拋光頭內(nèi)圈；拋光頭外圈與被拋光試件6直接接觸，拋 光頭內(nèi)圈與被拋光試件6底部有2~3_的空間，用于存儲(chǔ)電化學(xué)拋光液及陶瓷丸粒；
[0029] 拋光頭設(shè)置有用于與高壓氣體裝置相連通的高壓氣體入口 2,用于在拋光過程中 不斷輸送高壓氣體；
[0030] 拋光頭設(shè)置有與電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置相連通的拋光液輸入口 3、
[0031] 拋光頭設(shè)置有廢液回收口 4,通過廢液回收口 4與回收裝置相連通。
[0032] 所述拋光頭5可以為多種形狀，包含長(zhǎng)方形、圓形、正方形、六邊形、橢球形等，用 于焊縫、焊趾、母材等不同部位的拋光處理。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 以高速列車端墻某部位，A5083P-0鋁合金焊接接頭為例。首先根據(jù)需要被電化學(xué) 拋光處理的試件狀況進(jìn)行初步分析，數(shù)據(jù)分析結(jié)果如下表1所示。
[0035] 表1A5083P-0鋁合金焊接接頭表面情況
[0036]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在于：包括：可更換 的拋光頭、高壓氣體裝置、陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置、電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置、和智能化電化學(xué)拋 光控制裝置；高壓氣體裝置、陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置、電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置、智能化電化學(xué)拋 光控制裝置均與拋光頭相連；所述智能化電化學(xué)拋光控制裝置內(nèi)置專家數(shù)據(jù)庫(kù)，專家數(shù)據(jù) 庫(kù)中包含各種推薦電化學(xué)拋光工藝參數(shù)；陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置，內(nèi)儲(chǔ)存有粒徑為50um~80um 的超細(xì)陶瓷丸粒；電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置內(nèi)存貯有電化學(xué)拋光液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在 于：拋光頭的材質(zhì)為硬質(zhì)合金，拋光頭表面采用多元共滲方式處理涂覆有3mm厚度的電化 學(xué)鍍層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在 于：拋光頭底部具有20~50個(gè)的微孔，微孔直徑在100um~300um之間，用于超細(xì)陶瓷丸粒的 射出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在 于：拋光頭包括拋光頭外圈和拋光頭內(nèi)圈；拋光頭外圈與被拋光試件直接接觸，拋光頭內(nèi) 圈與被拋光試件底部有2~3_的空間，用于存儲(chǔ)電化學(xué)拋光液及陶瓷丸粒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在 于：拋光頭設(shè)置有用于與高壓氣體裝置相連通的高壓氣體入口，用于在拋光過程中不斷輸 送高壓氣體；拋光頭設(shè)置有與電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置相連通的拋光液輸入口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在 于：還包括回收裝置，用于回收廢舊的拋光液和陶瓷丸粒；拋光頭設(shè)置有廢液回收口，通過 廢液回收口與回收裝置相連通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在 于：所述電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，其特征在 于：所述電化學(xué)拋光液的組分及體積百分比如下： 65-80%飽和酸根水溶液、3-8%的阻燃劑、15-30%的無水乙醇； 所述飽和酸根水溶液為可溶性氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽中一種或幾種混合物的飽和溶 液； 所述阻燃劑選用無機(jī)阻燃劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度的電化學(xué)拋光系統(tǒng)，包括：可更換的拋光頭、高壓氣體裝置、陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置、電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置、和智能化電化學(xué)拋光控制裝置；高壓氣體裝置、陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置、電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置、智能化電化學(xué)拋光控制裝置均與拋光頭相連；智能化電化學(xué)拋光控制裝置內(nèi)置專家數(shù)據(jù)庫(kù)，專家數(shù)據(jù)庫(kù)中包含各種推薦電化學(xué)拋光工藝參數(shù)；陶瓷噴丸存儲(chǔ)裝置，內(nèi)儲(chǔ)存有粒徑為50um~80um的超細(xì)陶瓷丸粒；電化學(xué)拋光液存儲(chǔ)裝置內(nèi)存貯有電化學(xué)拋光液。通過本系統(tǒng)對(duì)工件拋光，從而提高金屬結(jié)構(gòu)件的抗疲勞、抗腐蝕能力。
【IPC分類】C25F3-20, C25F7-00
【公開號(hào)】CN104846427
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510287813
【發(fā)明人】付寧寧, 朱偉, 夏寧, 王紅波, 丁潔瓊, 張玉娟
【申請(qǐng)人】南京南車浦鎮(zhèn)城軌車輛有限責(zé)任公司
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月29日