[發明專利]一種適用于顆粒增強鋁基復合材料連接的超聲輔助半固態攪拌摩擦焊接方法

無效

• 申請號: 201210060013.9
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN102581473A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 姬書得;許志武;張利國;岳玉梅;呂贊;李亮
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 甄玉荃

1.一種適用于顆粒增強鋁基復合材料連接的超聲輔助半固態攪拌摩擦焊接方法，具體采用以下步驟：

步驟一、將焊件A和焊件B對接放置且位于同一水平面上，并用夾具裝夾在工作臺上；

步驟二、組成攪拌工具的攪拌針呈鋸齒狀，其最大直徑大于1.5倍工件厚度且錐角小于5°，攪拌針以1000～5000rpm的轉速扎入待焊部位；組成攪拌工具的軸肩固定，且軸肩直徑大于2倍的工件厚度；超聲換能器的超聲波通過與超聲變幅桿相聯的攪拌針直接傳遞到待焊接區內部，超聲波的參數如下：頻率為16～60K以及振幅為20～50μm；攪拌工具扎入速度為1～4mm/min，攪拌針扎入工件深度比工件厚度小0.1～0.3mm，軸肩不扎入工件，保持軸肩端面與工件上表面緊密貼合；

步驟三、當攪拌工具達到設定的下扎深度時，攪拌針停止下扎且繼續旋轉1～5分鐘；然后，攪拌工具以50～1000mm/min的速度沿著焊件A與焊件B的對接面水平方向移動，直到焊接完成為止。

2.如權利要求1所述的一種適用于顆粒增強鋁基復合材料連接的超聲輔助半固態攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述的焊件A和焊件B均為板材。

3.如權利要求1所述的一種適用于顆粒增強鋁基復合材料連接的超聲輔助半固態攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述的攪拌工具由攪拌針、固定軸肩、超聲變幅桿及超聲換能器組成，固定軸肩套裝在攪拌針上，攪拌針、超聲變幅桿及超聲換能器為一個整體。

4.如權利要求1所述的一種適用于顆粒增強鋁基復合材料連接的超聲輔助半固態攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：在步驟二中，攪拌針的旋轉速度為3000～5000rpm。

5.如權利要求1所述的一種適用于顆粒增強鋁基復合材料連接的超聲輔助半固態攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：在步驟二中，所述的超聲波頻率為40K～60K。

6.如權利要求1所述的一種適用于顆粒增強鋁基復合材料連接的超聲輔助半固態攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：在步驟三中，所述的攪拌工具以50～200mm/min的速度沿著水平方向移動。

7.如權利要求6所述的一種適用于顆粒增強鋁基復合材料連接的超聲輔助半固態攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：在步驟三中，所述的當攪拌工具達到設定的下扎深度時，攪拌針停止下扎且繼續旋轉4～5分鐘。