一种焊接碟簧及其成形方法技术

本发明专利技术提供了一种焊接碟簧及其成形方法，属于碟簧制备技术领域。本发明专利技术提供的焊接碟簧的成形方法，包括以下步骤：将金属带材依次进行卷绕和局部预热，得到待焊接卷材；将得到的待焊接卷材依次进行激光焊接、局部热处理和后处理，得到焊接碟簧；所述激光焊接的输出功率为0.1～8kW，激光焊接的扫描速度为50～1000mm/s。本发明专利技术提供的成形方法将金属带材依次进行卷绕和局部预热，有利于碟簧在激光焊接时快速成形并形成小的热影响区；通过采用激光焊接并控制参数，可以减少材料脱碳，避免晶粒粗化以及形成焊接气孔，力学性能更好；通过局部热处理改善焊缝处焊接应力，进一步提高焊接质量；而且成形方法更加简单高效、原料利用率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接碟簧及其成形方法


[0001]本专利技术涉及碟簧制备
，尤其涉及一种焊接碟簧及其成形方法。

技术介绍

[0002]碟形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能，当螺栓出现松弛时，碟形弹簧释放部分势能以保持法兰连接间的压力达到密封要求。
[0003]碟形弹簧的形状如图1所示，其呈锥形环状或梯形环状，上下两端的中间部位是相通的。目前，碟形弹簧形的成形工艺主要有两种，一种是将板料通过一次冲压形成环状，再经过一次冲压形成呈锥形环状，采用这种冲压形成的如图1所示的结构，其冲压下来的边角料和中间的圆形板料的都变成了废料，因此其原材料浪费较为严重，导致生产成本较高；而且冲压后产生的R角都需经过再次加工处理，同时仅通过冲压成形后的碟簧组织中仍存在较多原材料中遗留的组织不均匀等缺陷，力学性能较低。还有一种是将带材先进行卷绕预成形，然后再通过焊接、热处理工艺永久成形，但是在焊接过程中，焊缝及热影响区容易出现脱碳、晶粒粗大等问题，导致碟簧的力学性能较差，无法满足疲劳寿命使用要求。
[0004]因此，亟需提供一种碟簧的成形方法，能够使成形的碟簧具有良好的力学性能的同时，成形工艺更加简单高效、原料利用率高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种焊接碟簧及其成形方法，本专利技术提供的成形方法得到的碟簧具有良好的力学性能，而且成形工艺更加简单高效、原料利用率高。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种焊接碟簧的成形方法，包括以下步骤：
[0008](1)将金属带材依次进行卷绕和局部预热，得到待焊接卷材；
[0009](2)将所述步骤(1)得到的待焊接卷材依次进行激光焊接、局部热处理和后处理，得到焊接碟簧；所述激光焊接的输出功率为0.1～8kW，激光焊接的扫描速度为50～1000mm/s。
[0010]优选地，所述步骤(2)中激光焊接的焊接路径为螺旋运动路径，激光焊接的焦距为100～1500mm，激光焊接的光斑直径为0.04～2mm。
[0011]优选地，所述步骤(2)中局部热处理的位置为焊缝和激光焊接形成的热影响区。
[0012]优选地，所述步骤(2)中局部热处理为依次进行的退火和回火，或者为依次进行的退火、淬火和回火。
[0013]优选地，所述退火的保温温度为200～750℃，所述退火的保温时间为0.2～20s。
[0014]优选地，所述淬火的加热温度为800～900℃，所述淬火的冷却方式为油冷至室温。
[0015]优选地，所述回火的保温温度为300～500℃，所述回火的保温时间为1.5～10s。
[0016]优选地，所述步骤(1)中的金属带材包括碳素弹簧钢、热轧碳素弹簧钢或合金弹簧
钢。
[0017]优选地，所述步骤(1)中局部预热的位置为待焊接卷材的待焊接接头部分。
[0018]本专利技术还提供了上述技术方案所述的成形方法制备得到的焊接碟簧。
[0019]本专利技术提供了一种焊接碟簧的成形方法，包括以下步骤：将金属带材依次进行卷绕和局部预热，得到待焊接卷材；将得到的待焊接卷材依次进行激光焊接、局部热处理和后处理，得到焊接碟簧；所述激光焊接的输出功率为0.1～8kW，激光焊接的扫描速度为50～1000mm/s。本专利技术提供的成形方法先将金属带材卷绕成碟簧形状，再对其进行局部预热，更有利于碟簧在激光焊接时快速成形，且局部预热可以使激光焊接快速达到熔合温度，减小激光焊接形成的热影响区，从而降低焊接高温对碟簧组织和性能的不利影响，保证焊接碟簧的焊缝具有较高的力学性能；本专利技术通过采用激光焊接，可以形成较小的焊缝宽度，对非焊接区域的组织影响较小，同时控制激光焊接的参数，可以在保证接头有效焊合的条件下减少热量输入，可以减少材料脱碳，保证碟簧的硬度不会明显降低；而且焊接速度快，热影响区的组织影响程度低，晶粒不会受高温影响而粗化，同时也不会形成焊接气孔，焊接精度高，保证焊缝区域具有较高的焊接强度；通过局部热处理，能够进一步改善焊缝区域的焊接应力，进一步提高焊接区的强度，使得焊接区的抗拉强度达到基材硬度的85～110％。
[0020]实施例的结果表明，本专利技术提供的成形方法得到的焊接碟簧，其中，实施例1的焊缝平均硬度为444.5HV1，基材平均硬度为455.5HV1，焊缝平均屈服强度为1804.5MPa，焊缝平均抗拉强度为1945MPa，基材的平均抗拉强度为1860MPa，焊缝组织为细小的针状铁素体和回火屈氏体，基材的组织为回火屈氏体。实施例2的焊缝平均硬度为385HV
0.5
，基材平均硬度为440HV
0.5
，焊缝平均屈服强度为1199MPa，焊缝平均抗拉强度为1259.5MPa，基材的平均抗拉强度为1460MPa，焊缝组织为细小的针状铁素体和回火屈氏体，基材的组织为回火屈氏体。可见，本专利技术提供的成形方法并未明显降低焊缝处的硬度和强度，而且也并未产生脱碳以及晶粒粗化的问题。可见，本专利技术提供的成形方法不会导致焊接碟簧的焊缝性能明显降低，甚至在实施例1中明显提高了焊缝的抗拉强度，而且焊缝组织均匀，晶粒细小。
[0021]本专利技术提供的成形方法不会产生废料，热处理完成后无需再次进行冲压，更加简单高效、原料利用率高。
附图说明
[0022]图1为碟簧的形状示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例1制备的焊接碟簧的焊缝区域的光学金相显微图；
[0024]图3为本专利技术实施例1制备的焊接碟簧的基材区域的光学金相显微图；
[0025]图4为本专利技术实施例2制备的焊接碟簧的焊缝区域的光学金相显微图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种焊接碟簧的成形方法，包括以下步骤：
[0027](1)将金属带材依次进行卷绕和局部预热，得到待焊接卷材；
[0028](2)将所述步骤(1)得到的待焊接卷材依次进行激光焊接、局部热处理和后处理，得到焊接碟簧；所述激光焊接的输出功率为0.1～8kW，激光焊接的扫描速度为50～1000mm/s。
[0029]本专利技术将金属带材依次进行卷绕和局部预热，得到待焊接卷材。
[0030]在本专利技术中，所述金属带材优选包括碳素弹簧钢、热轧碳素弹簧钢或合金弹簧钢，更优选包括65Mn、60Si2Mn、60Si2MnA、50CrVA、60Si2CrV、60Si2CrVA、55SiCr或55SiCrA。本专利技术通过选择上述种类的金属带材，更有利于进行后续焊接获得高质量焊缝。
[0031]在本专利技术中，所述卷绕优选为一次卷绕成形。本专利技术对所述卷绕的操作没有特殊要求，采用本领域熟知的卷绕操作能够使金属带材达到目标形状即可。
[0032]在本专利技术中，所述局部预热的位置优选为待焊接卷材的待焊接接头部分。
[0033]在本专利技术中，所述局部预热的保温温度优选为100～500℃，更优选为200～450℃；所述局部预热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接碟簧的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将金属带材依次进行卷绕和局部预热，得到待焊接卷材；(2)将所述步骤(1)得到的待焊接卷材依次进行激光焊接、局部热处理和后处理，得到焊接碟簧；所述激光焊接的输出功率为0.1～8kW，激光焊接的扫描速度为50～1000mm/s。2.如权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述步骤(2)中激光焊接的焊接路径为螺旋运动路径，激光焊接的焦距为100～1500mm，激光焊接的光斑直径为0.04～2mm。3.如权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述步骤(2)中局部热处理的位置为焊缝和激光焊接形成的热影响区。4.如权利要求1或3所述的成形方法，其特征在于，所述步骤(2)中局部热处理为依次进行的退火和回火，或者为依次进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵承玉，张桂军，
申请(专利权)人：杭州富春弹簧有限公司，
类型：发明
国别省市：