[發明專利]一種填充式攪拌摩擦點焊消除環溝槽的方法

無效

• 申請號: 201110444552.8
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN103182601A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 尹玉環;宿國友
• 申請（專利權）人: 上海航天設備制造總廠
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 金家山

技術領域

本發明屬于焊接領域，特別是涉及一種填充式攪拌摩擦點焊消除環溝槽的方法。

背景技術

日本Mazda公司于1993年開發的攪拌摩擦點焊技術采用固定幾何形狀的整體式攪拌工具，焊后在點焊接頭中心留下匙孔；德國GKSS研究中心于1999年研究開發的回填式攪拌摩擦點焊技術，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部分組成。在焊接過程中通過對攪拌針和壓緊套相對運動的精確控制，可以完成材料的回填，實現無匙孔的攪拌摩擦點焊連接。雖然這一方法能夠有效消除點焊接頭中的匙孔，但是由于在焊接過程中仍存在一定的材料損失，因此焊后在焊點表面，攪拌套和壓緊套的交界位置容易形成環狀溝槽缺陷，簡稱環溝槽。環溝槽的存在嚴重影響點焊接頭的力學性能，因此必須加以消除。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種填充式攪拌摩擦點焊消除環溝槽的方法，以消除回填式攪拌摩擦點焊接頭表面的環溝槽問題。

本發明是通過以下技術方案得以實現的：一種填充式攪拌摩擦點焊消除環溝槽的方法，包括以下步驟：

攪拌工具調零步驟，使攪拌套和壓緊套下表面在同一水平面上，攪拌針下表面相對于攪拌套向下伸出0.1～0.2mm，將該位置設定為焊接過程的零點；

焊接步驟，壓緊套與母材表面相接觸，攪拌套旋轉壓入母材，位于攪拌套下方的材料流向攪拌針，向上回抽形成的空腔中；

回填步驟，攪拌針隨后旋轉下壓，攪拌套回抽，回填過程開始，位于攪拌針下方的材料被填充到焊點表面，攪拌針和攪拌套回到同一水平面后，攪拌針繼續向下運功，位于攪拌針下方0.1～0.2mm高度內的材料被填充在焊點表面。

攪拌工具回零步驟。保持焊點表面位置不動，攪拌針在焊點表面繼續旋轉0.5～1.5s，使回填的材料在焊點表面充分流動至焊點邊緣，消除因材料損失而在焊點與母材交界處形成的表面環溝槽。

進一步地，所述攪拌套向下伸出距離優選0.1mm。

進一步地，所述攪拌回零步驟攪拌針繼續選轉時間優選為1s。

與現有技術相比，本發明的優點和有益效果在于：

一、通過對焊接零點和焊后攪拌工具在焊點表面旋轉的控制，使更多材料回填到焊點表面并流動到焊點邊緣，從而消除了攪拌摩擦點焊接頭的表面環溝槽，改善了接頭的力學性能。

二、本發明提出的攪拌摩擦點焊方法，操作簡單，適應性強。

附圖說明

圖1是本發明攪拌摩擦點焊方法示意圖。

其中：1為攪拌針、2為攪拌套、3為壓緊套、4為母材、5為焊點。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡述本發明實施方式。

如圖1所示，一種填充式攪拌摩擦點焊消除環溝槽的方法，首先，攪拌工具調零，攪拌套?2?和壓緊套?3?下表面在同一水平面上，攪拌針?1?下表面相對于攪拌套?2?向下伸出0.1～0.2mm，將該位置設定為焊接過程的零點；

然后，焊接過程開始，外壓緊套?3?與母材?4?表面相接觸，攪拌套?2?旋轉壓入母材?4，位于攪拌套?2?下方的材料流向攪拌針?1?向上回抽形成的空腔中；

隨后，攪拌針?1?旋轉下壓，攪拌套?2?回抽，回填過程開始，位于攪拌針?1?下方的材料被填充到焊點表面，攪拌針?1?和攪拌套?2?回到同一水平面后，攪拌針?1?繼續向下運功，位于攪拌針?1?下方0.1～0.2mm高度內的材料被填充在焊點表面；

最后，攪拌工具回到零點，攪拌針1保持其位置不動，在焊點表面繼續旋轉0.5～1.5s，使回填的材料在焊點表面充分流動至焊點邊緣，消除因材料損失而在焊點?5?與母材?4?交界處形成的表面環溝槽。

所述攪拌工具調零時，攪拌套向下伸出距離優選0.1mm。

所述攪拌回零時，攪拌針繼續選轉時間優選為1s。

經上述方法點焊后，焊接過程中損失的材料得到補充并且充分流動，焊點表面狀況良好，無環溝槽缺陷，同時攪拌針?1相對于攪拌套?2?向下0.1mm的下壓不會引起焊點表面平整度的明顯變化，保持了回填式攪拌摩擦點焊的基本特性。

攪拌摩擦點焊是一種新的焊接技術，其基本原理是攪拌頭高速旋轉，與工件之間摩擦生熱，位于攪拌頭附近的材料發生塑性變形而流動，并在軸向壓力的作用下完成上下工件之間的連接，形成點焊接頭。

上述實施例應理解為僅用于說明本發明而不用于限制本發明的保護范圍。在閱讀了本發明記載的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發明權利要求所限定的保護范圍。