使用轧制设备或液压机的首要目的是对铝合金焊接接头施加受控的冷塑性变形。通过压缩焊缝区域——通常实现 20% 至 30% 的变形率——该工艺在机械上改变接头，以恢复其结构完整性，有效地将其强度提升至与原始轧制板材相匹配的水平。
核心要点 焊接通常会产生比周围“加工”材料更弱的“铸造”结构。轧制和压制设备通过消除几何应力集中和诱导微观结构硬化来弥合这一差距，确保接头不再是结构上的薄弱环节。
强化机制
消除几何缺陷
焊接自然会留下焊缝加强筋，这是接头表面多余的金属堆积。
虽然常被误认为是增加了强度，但这种堆积实际上会造成应力集中。
轧制设备会压平这种加强筋，形成平滑的过渡轮廓，从而消除这些应力集中点。
增加位错密度
通过液压机或轧辊施加压力会将冷加工引入金属。
这个过程显著增加了材料晶格内的位错密度。
较高的位错密度会阻碍材料结构在载荷下的移动，从而使接头更坚硬、更强韧。
促进沉淀强化
这种机械变形的好处会延伸到热处理阶段。
轧制引起的结构变化会促进后续时效过程中强化相的沉淀。
这确保了硬化颗粒有效地分布在整个合金中，从而最大限度地发挥机械性能。
精确度的关键重要性
遵守变形目标
此方法能否成功完全取决于精确控制。
主要参考标准规定变形目标为20% 至 30%。
达不到此范围可能无法充分提高位错密度或消除应力集中。
相反，未能精确控制设备会导致接头无法达到该工艺所追求的与基材相匹配的强度。
为您的目标做出正确选择
为了最大限度地提高铝合金结构的性能，请考虑以下应用策略：
- 如果您的主要关注点是恢复强度：确保您的设备经过校准，以达到 20% 至 30% 的特定变形范围，以匹配基板的强度。
- 如果您的主要关注点是长期耐用性：专门使用此工艺来消除焊缝加强筋，从而消除导致疲劳开裂的应力集中。
通过严格控制冷塑性变形，您可以将焊接接头从一个薄弱环节转变为高性能的结构部件。
总结表：
| 工艺组成部分 | 机械影响 | 结构效益 |
|---|---|---|
| 冷塑性变形 | 实现 20% - 30% 的变形率 | 恢复强度以匹配原始轧制板材 |
| 表面平整 | 消除焊缝加强筋 | 消除几何应力集中点和潜在的疲劳点 |
| 微观结构变化 | 增加位错密度 | 硬化材料并促进沉淀强化 |
| 精密控制 | 严格遵守变形目标 | 确保接头完整性和长期耐用性 |
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参考文献
- Olena Berdnikova, I.I. Alekseenko. Structure and crack resistance of special steels with 0.25−0.31 % carbon under the conditions of simulation of thermal cycles of welding. DOI: 10.37434/tpwj2020.05.01
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
