[发明专利]一种金属材料焊轧一体化复合成形方法

权利要求书

1.一种金属材料焊轧一体化复合成形方法，其特征在于，对金属材料实施随焊随轧一体化复合成形，其中，焊接过程采用低热输入填丝焊接方法获得具有一定余高的焊接接头，并控制焊接热输入使焊接接头性能最薄弱的软化区靠近焊缝；在焊接过程中，同时采用轧制装置对焊接接头余高区域进行轧制；通过设置焊枪与轧辊之间的距离D以及轧辊间的距离H_R或轧辊与金属试件表面的距离H，实现对轧制温度和轧制变形量的协同调控。

2.根据权利要求1所述的金属材料焊轧一体化复合成形方法，其特征在于，所述金属材料包括焊接接头极易产生热影响区软化现象的金属材料或者容易产生焊接气孔和焊接裂纹的金属材料。

3.根据权利要求2所述的金属材料焊轧一体化复合成形方法，其特征在于，所述金属材料选自但不局限于经固溶和时效热处理的高强铝合金、经调质处理的高强钢、超高强钢、2系铝合金、镀层高强钢板以及铸造金属材料。

4.根据权利要求1所述的金属材料焊轧一体化复合成形方法，其特征在于，所述低热输入填丝焊接方法指采用强制冷却辅助填丝焊接方法、冷金属过渡熔化极惰性气体电弧焊方法、高能束填丝焊方法以及激光-电弧复合填丝焊方法以及其它具有相同低热输入特征的填丝焊方法。

5.根据权利要求1所述的金属材料焊轧一体化复合成形方法，其特征在于，在焊接过程中，根据材料种类、材料板厚优化单位焊接接头长度的填丝量以及焊接热输入，使得焊接接头软化区位置与焊接接头余高存在关联关系，即通过后续轧制变形能够实现焊接接头余高与焊接接头软化区发生协同塑性变形，实现软化区的变形强化。

6.根据权利要求1所述的金属材料焊轧一体化复合成形方法，其特征在于，所述轧制装置为双轧辊轧制装置或单轧辊轧制装置，轧辊的尺寸依据所焊接金属材料的种类、力学性能、轧制力和焊接接头余高尺寸确定。

7.根据权利要求1所述的金属材料焊轧一体化复合成形方法，其特征在于，所述焊枪与轧辊之间的距离D与到达设置的轧制温度T所需焊接接头冷却时间S_T和焊接速度V存在如下关系，即D＝S_T×V，其中，轧制温度T依据所焊接金属材料的塑性状态图和变形强化效果确定，S_T为轧制位置焊接热循环曲线中从峰值温度降到所需轧制温度的冷却时间。

8.根据权利要求6或7任意权利要求所述的金属材料焊轧一体化复合成形方法，其特征在于，所述轧辊间的距离H_R或所述轧辊与金属试件表面的距离H与所焊接金属材料的种类、板厚H₁、焊接接头余高H₂及所需变形强化效果相关，对于双轧辊装置轧制H₁≦H_RH₁+H₂，对于单轧辊装置HH₂。