[發(fā)明專利]填充式攪拌摩擦點(diǎn)焊環(huán)溝槽的消除方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110412832.0
• 申請(qǐng)日: 2011-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN102513690B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹玉環(huán);宿國(guó)友
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天設(shè)備制造總廠
• 主分類號(hào): B23K20/12
• 分類號(hào): B23K20/12
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 郭國(guó)中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，具體是一種填充式攪拌摩擦點(diǎn)焊環(huán)溝槽的消除方法。

背景技術(shù)

攪拌摩擦點(diǎn)焊是一種創(chuàng)新的焊接技術(shù)，其基本原理是攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)，與工件之間摩擦生熱，位于攪拌頭附近的材料發(fā)生塑性變形而流動(dòng)，并在軸向壓力的作用下完成上下工件之間的連接，形成點(diǎn)焊接頭。日本Mazda公司于1993年開發(fā)的攪拌摩擦點(diǎn)焊技術(shù)采用固定幾何形狀的整體式攪拌工具，焊后在點(diǎn)焊接頭中心留下匙孔；德國(guó)GKSS研究中心于1999年研究開發(fā)的回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊技術(shù)，該方法采用分體式攪拌工具，由攪拌針、攪拌套和壓緊套三個(gè)部分組成。在焊接過(guò)程中通過(guò)對(duì)攪拌針和壓緊套相對(duì)運(yùn)動(dòng)的精確控制，可以完成材料的回填，實(shí)現(xiàn)無(wú)匙孔的攪拌摩擦點(diǎn)焊連接。雖然這一方法能夠有效消除點(diǎn)焊接頭中的匙孔，但是由于在焊接過(guò)程中仍存在一定的材料損失，因此焊后在焊點(diǎn)表面，攪拌套和壓緊套的交界位置容易形成環(huán)狀溝槽缺陷，簡(jiǎn)稱環(huán)溝槽。環(huán)溝槽的存在嚴(yán)重影響點(diǎn)焊接頭的力學(xué)性能，因此必須加以消除。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種填充式攪拌摩擦點(diǎn)焊環(huán)溝槽的消除方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種填充式攪拌摩擦點(diǎn)焊環(huán)溝槽的消除方法，包括如下步驟：

第一步，將攪拌工具調(diào)零，攪拌套和外壓緊套下表面設(shè)置在同一水平面上，攪拌針下表面相對(duì)于攪拌套向下伸出一段距離，并將該位置設(shè)定為焊接過(guò)程的零點(diǎn)；

第二步，焊接過(guò)程開始，將外壓緊套與母材表面相接觸，攪拌套旋轉(zhuǎn)壓入母材，位于攪拌套下方塑化的母材流向攪拌針向上回抽形成的空腔中；

第三步，攪拌針旋轉(zhuǎn)下壓，攪拌套回抽，回填過(guò)程開始，位于攪拌針下方塑化的母材被填充到焊點(diǎn)表面，攪拌針和攪拌套回到同一水平面后，攪拌針繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)一段距離，位于攪拌針下方塑化的母材被填充在焊點(diǎn)表面；

第四步，攪拌工具回到零點(diǎn)，保持其位置不動(dòng)，在焊點(diǎn)表面繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間，使回填的塑化的母材在焊點(diǎn)表面充分流動(dòng)至焊點(diǎn)邊緣，消除因母材損失而在焊點(diǎn)與母材交界處形成的表面環(huán)溝槽。

所述第一步中攪拌針下表面相對(duì)于攪拌套向下伸出的距離為0.1～0.2mm，優(yōu)選地，攪拌針下表面相對(duì)于攪拌套向下伸出的距離為0.1mm。

所述第三步中攪拌針繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)的距離為0.1～0.2mm，優(yōu)選地，攪拌針繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)的距離為0.1mm。

所述第四步中攪拌工具在焊點(diǎn)表面旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.5～1.5s，優(yōu)選地，攪拌工具在焊點(diǎn)表面旋轉(zhuǎn)時(shí)間為1s。

本發(fā)明提供的填充式攪拌摩擦點(diǎn)焊環(huán)溝槽的消除方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：

一、通過(guò)對(duì)焊接零點(diǎn)和焊后攪拌工具在焊點(diǎn)表面旋轉(zhuǎn)的控制，使更多材料回填到焊點(diǎn)表面并流動(dòng)到焊點(diǎn)邊緣，從而消除了攪拌摩擦點(diǎn)焊接頭的表面環(huán)溝槽，改善了接頭的力學(xué)性能；

二、本發(fā)明提出的攪拌摩擦點(diǎn)焊方法，操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)。

本發(fā)明提供的填充式攪拌摩擦點(diǎn)焊環(huán)溝槽的消除方法有效地解決點(diǎn)焊接頭表面的環(huán)溝槽問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明攪拌摩擦點(diǎn)焊方法示意圖；

圖中：1 為攪拌針、2 為攪拌套、3 為外壓緊套、4 為母材、5 為焊點(diǎn)；

圖2為帶環(huán)溝槽的焊點(diǎn)表面形貌圖；

圖中，6 為環(huán)溝槽；

圖3為采用本發(fā)明攪拌摩擦點(diǎn)焊方法焊接的焊點(diǎn)表面形貌圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的填充式攪拌摩擦點(diǎn)焊環(huán)溝槽的消除方法，包括如下步驟：

第一步，將攪拌工具調(diào)零，攪拌套2和外壓緊套3下表面設(shè)置在同一水平面上，攪拌針1下表面相對(duì)于攪拌套2向下伸出一段距離，并將該位置設(shè)定為焊接過(guò)程的零點(diǎn)；

第二步，焊接過(guò)程開始，將外壓緊套3與母材4表面相接觸，攪拌套2旋轉(zhuǎn)壓入母材4，位于攪拌套2下方塑化的母材流向攪拌針1向上回抽形成的空腔中；

第三步，攪拌針1旋轉(zhuǎn)下壓，攪拌套2回抽，回填過(guò)程開始，位于攪拌針1下方塑化的母材被填充到焊點(diǎn)5表面，攪拌針1和攪拌套2回到同一水平面后，攪拌針1繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，位于攪拌針1下方塑化的母材被填充在焊點(diǎn)5表面；