铝合金结构件加工变形分析与控制

莫红楼、饶庆东、黄正学、邓松云

摘要：材料成型及控制工程是近年发展起来的新型行业，它的出现推动了工程生产与机械品生产行业的高速发展。材料成型与控制工程的质量会直接影响机械制造的控制水平与质量，因此，对材料成型与控制工程中的铝合金加工技术进行研究分析就显得尤为重要。传统的铝合金的加工方式、加工技术等比较陈旧落后，加工中需要投入大量的铝合金，但是出来的成品数量并不多，同时加工效率低下，加工出来的铝合金成品精准度不高，加工质量不能满足很好的满足生产需求，这些问题直接影响了工业、制造业的发展。为了提高铝合金的加工水平与加工质量，就需要重视材料成型与控制工程，根据铝合金的不同属性选择合适的加工技术，严格控制加工中的各项细节，确保加工出来的铝合金成品满足不同行业的生产需求。

关键词：铝合金；热处理；变形；控制策略

引言

随着工业生产快速的发展下，工业产品质量的变化随着增加，对于金属产品而言，加工制作方面的要求也越来越严格，为了能保证在金属产品加工制作的过程中，能够有效控制张力的问题，要根据产品的质量标准进行加工张力控制，从而才能实现张力的控制效果。

1材料成型与控制工程阐述

目前，材料成型与控制工程广泛应用在工业、机械制造业等各个行业中，它具有重要的应用价值，大大提升了金属产品的生产效率与生产质量，为其他行业的生产建设提供了良好的基础。进行铝合金加工时，首先需要详细了解铝合金的基本成分、特征、使用性能等，再结合材料成型与控制工程的相关理论知识，制定科学合理的设计方案，同时需要根据铝合金的具体情况选择合适的加工机械设备与加工技术，然后就可以进行加工生产，加工过程中也需要关注金属的加工流程，注意观察加工细节，避免加工中出现技术问题，必要情况下，可以对加工工艺与控制技术进行适当的调整，提高铝合金的成品质量与使用性能，确保金属成品符合相关规定要求与生产需求，减少企业的经济损失。铝合金的加工技术也需相关人员进行不断的探索与研究，不断的优化完善加工技术，这样才能提高加工水平，避免加工中的问题影响到金属成品的质量。

2铝合金热处理变形的种类

在铝合金热处理过程中，变形是不可避免的，既有金属体积和尺寸变大或缩小的变形，也有金属弯曲、变细、扭曲等变形情况，可概括为内应力改变的塑性变形和比容改变的体积变形。（1）内应力塑性变形是指铝合金的化学性质改变造成的变形。在不同条件下加工铝合金时，铝合金的内部结构和组织会发生改变，出现体积不均的情况，进而引发变形，这是一种不可能自己恢复的变形类型。同时，对铝合金进行热处理过程中，由于温度在不断变化，铝合金内部结构出现受热不均、冷却速度不等的情况，导致内部结构改变，进而出现不定向的形变，而在这个形变过程中，铝合金内部会产生内应力，出现内应力塑性变形。（2）比容形变是一种物理性质的形变，在一定单位质量内，铝合金所占有的容积称为单位质量内的比容。由于铝合金内含有多种结构，内部组织的比容完全不同。当对铝合金进行高温加热时，铝合金内部结构会出现不同方向的反应，由于比容不同，铝合金会出现不同程度的变形。

3铝合金结构件加工控制

3.1张力控制的机制

张力控制的方法分为较多种，常用的只有两种一种是间接张力控制法另外一种是直接张力控制法，间接张力法是通过电动机磁场的变化将电动机制造的水平达到标准的，如果低速和卷径没有达到标准时，那么就会降低机械的损耗。为了能够让电动机正常运转，将无功功率的冲击进行弱磁控制，如果电动机的工作功率没有提升，那么就会造成控制精准度不准确的现象。为了保证加减速期间能够合理控制，就要从根本解决电动机不稳定的情况，才能保证电动机的达到标准水平。另外一种是直接张力控制法在卷取机点动调节的过程中，如果系统在转速电流关闭时，那么就无法进行调节，从而导致取卷机没有达到标准。卷取机要一直保持正常运转的状态，那么就能保证张力控制系统可以从速度调节器进行控制，将大力矩控制进行调节，保证恒张力控制能够达到要求，才能提升张力控制的控制效果。在金属压力加工的过程中，如果没有进行张力控制，那么就无法保证在加工开展时能够顺利加工，所以要不断加强张力控制的方法，才能保证金属压力加工张力的控制效果能够更加明显。

3.2选择合适的加工方式

在铝合金加工过程中，不仅需要加热、冷却，还需要采取夹装等加工方式。在夹装过程中，需要对铝合金部件的形状进行控制。因此，合适的夹装方式能够改善热力不均造成的铝合金变形。在加工过程中，热处理为最后的工艺手段，需要在材料加工过程中预留出加工余量，可以根据不同的材料变形情况，结合反变形的加工方式，对其余材料进行反加工，尽最大的可能恢复变形的铝合金，进而提升变形材料的合格率，提高铝合金的质量。同时，材料加工装置的合理应用，能够对材料的厚度进行控制，设计出合格的零部件，以免材料变形导致零件变形、产生棱角或沟槽等情况，提高铝合金的使用效率。

3.3焊接工艺控制

焊接工艺是现代机械设计中经常应用的工艺之一，可以将焊接工艺分为三种类型。一种是气体保护焊接技术，在应用此种焊接技术的过程中，要应用电弧技术的能量，此项技术的特别之处在于以气体为焊接载体。在具体实践操作过程中，会有气体产生，形成保护层，发挥出一定的保护作用。具体操作过程中，二氧化碳是常被应用的保护气体，考虑到其成本低廉，因此深受青睐。第二种技术是电焊工艺，以电连接的方式处理焊接物，焊接物处于正负极中央，在电流的作用下，焊接物中央或附近位置会产生变化，焊接物会被熔化掉。熔化掉的物质起到焊接的作用，从而实现预期的焊接效果。电焊技术进一步提升了焊接的质量，促进了生产效率的提升。在生产法制造过程中，此种工艺得以广泛应用，特别是在汽车制造领域中，不但能够起到降低噪音的作用，还可以降低时间成本。但在生产设备方面，应用此项技术成本相对较高，对设备的技术也有一定的要求。最后一种是埋弧焊接技术，在应用此项工艺过程中，焊接材料发挥了至关重要的作用，需要可燃电弧实现预期效果。

3.4加强对预处理变形的控制

在预处理过程中，要想降低铝合金变形的概率，需要结合等温正火的冷却方式处理材料。这样不仅能够改善铝合金内部结构不均匀的现象，还可以减少材料变形的现象。在热处理过程中，由于铝合金的内部结构大有不同，需要根据材料内部结构特点进行处理，通过在预处理过程中的变形控制，可以选择合适的材料加工手段和冷却方式，提高铝合金的质量。当然，在预处理过程中，要想达到较好的成形效果，成本就会增加，铝合金处理的时间会延长，所以需要根据实际需求，合理安排预处理方式。

结束语

金属压力加工张力控制的过程中，经常会出现质量没有达到标准，造成严重的影响，所以为了能够有效提升控制的效果，要将金属压力加工的精确度进行分析，从而制定合理的方法，才能提升金属压力加工张力控制的效率。

参考文献

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基金项目：1.2019年南宁市优秀青年科技创新创业人才培育计划项目（RC20190105）：工模具用循环再生7XXX铝合金板材的研究及应用；2.2020年南宁市科技项目（20201063）：电子产业高精尖设备用6XXX铝合金板材关键技术研究及产业化。