アルミニウム溶接に圧延機または油圧プレスを使用する目的は何ですか？接合強度を向上させる

圧延機または油圧プレスを使用する主な目的は、アルミニウム合金溶接継手に制御された冷間塑性加工を施すことです。溶接部を圧縮することで（通常、変形率を20%から30%達成）、このプロセスは継手を機械的に変化させて構造的完全性を回復し、効果的に元の圧延板と同等の強度にまで高めます。

コアの要点 溶接は通常、周囲の「鍛造」材料よりも弱い「鋳造」構造を作成します。圧延およびプレス装置は、幾何学的応力集中を除去し、微細構造の硬化を誘発することにより、このギャップを埋めます。これにより、継手がもはや構造的な弱点とならないことが保証されます。

強化のメカニズム

溶接は、継ぎ目表面に過剰な金属の堆積である溶接補強を自然に残します。

これはしばしば強度向上と誤解されますが、この堆積は実際には応力集中を引き起こします。

圧延機は、この補強を平坦化し、これらの応力集中を除去する滑らかな遷移プロファイルを作成します。

油圧プレスまたはローラーによる圧力の印加は、金属に冷間加工を導入します。

このプロセスは、材料の結晶格子内の転位密度を大幅に増加させます。

転位密度が高いと、荷重下での材料構造の移動が妨げられ、より硬く、より強い継手が得られます。

この機械的変形の利点は、熱処理段階にも及びます。

圧延による構造変化は、後続のエージング中の強化相の析出を促進します。

これにより、硬化粒子が合金全体に効果的に分散され、機械的性能が最大化されます。

この方法の成功は、完全に精密な制御に依存しています。

主要な参照では、20%から30%の変形目標が指定されています。

この範囲を下回ると、転位密度が十分に増加しないか、応力集中が十分に平滑化されない可能性があります。

逆に、装置を正確に制御しないと、このプロセスを価値あるものにしているベースメタルとの強度同等性を継手が達成できなくなります。

アルミニウム合金構造の性能を最大化するために、次のアプリケーション戦略を検討してください。

主な焦点が強度回復である場合：装置が、ベースプレートの強度に一致するように特定の20%から30%の変形範囲を達成するように校正されていることを確認してください。
主な焦点が長期耐久性である場合：このプロセスを特に溶接補強を除去するために使用し、疲労亀裂につながる応力集中を除去してください。

冷間塑性加工を厳密に制御することにより、溶接継手を負債から高性能構造要素へと変革します。

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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

この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Solution ナレッジベース .