[發明專利]用于焊接鋁合金部件的方法和由其制造的鋁合金板

有效

• 申請號: 201210410346.X
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN103567625B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 福田敏彥;小關好和
• 申請（專利權）人: 住友輕金屬工業株式會社
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;F16S1/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及一種用于焊接鋁合金部件的方法和由該方法制造的鋁合金板。尤其是，本發明涉及一種鋁合金板，焊接后在該鋁合金板上通過陽極氧化形成涂層。

背景技術

在覆蓋部件被部分固定的鋁合金板的生產中，由于結構特點其通常難以形成與側部部件一體化的覆蓋部件。由于此原因，通過例如熔焊或激光焊接將均由鋁合金制成的側部部件和覆蓋部件焊接為一體。包括其焊接區域的形成為一體的側部和覆蓋部件要經受平面切削以使其表面光滑。然后，通過陽極氧化在這些部件的光滑表面上形成涂層，使得耐腐蝕性和耐磨性得到改善。

在均由鋁合金制成的形成為一體的側部和覆蓋部件表面上形成的陽極氧化涂層中，在對應于焊接區域的部分和對應于未焊接區域的其它部分之間會產生色調差異。該色調差異可能發生在當焊接區域中的第二相粒子通過由熔焊等產生的熱而轉變形成固溶體且變得粗糙時，由此，第二相粒子的分布密度在對應于焊接區域的部分和對應于未焊接區域的其它部分明顯不同，導致對陽極涂層產生不利的影響。

為了防止在陽極涂層中由于第二相粒子在焊接過程中轉變為固溶體的形式或變得粗糙而產生色調差異，提出使用攪拌摩擦焊接，當鋁合金側部和覆蓋部件被焊接時，它可以將焊接區域上的任何熱影響區最小化(參見日本專利申請公開2000-248399)。

然而，即使進行攪拌摩擦焊接形成鋁合金覆蓋和側部部件的焊接區域，在形成為一體的側部和覆蓋部件的表面上形成的陽極涂層中，在對應于焊接區域的部分與對應于未焊接區域的其它部分之間仍可能產生色調差異。色調差異的產生是因為在攪拌摩擦焊接過程中，由于攪拌，側部和覆蓋部件中的第二相粒子在焊接區域分裂成更微小的粒子，由此，在第二相粒子的分布中，在焊接區域和未焊接區域之間產生差異，導致在這些不同區域之間第二相粒子的分布密度有明顯的差異。

發明內容

因此，本發明的目的是克服在通過攪拌摩擦焊接形成為一體的鋁合金部件的表面上的由陽極氧化形成的涂層中，在對應于焊接區域的部分和對應于未焊接區域的其它部分之間產生的色調差異的問題。

根據本發明，當通過將鋁合金部件焊接為一體而形成鋁合金板時，鋁合金部件中的第二相粒子的密度分布被加以限制，并對進行攪拌摩擦焊接以焊接鋁合金部件的條件加以限制。作為結果，防止了在板表面形成的陽極涂層中對應于焊接區域的部分和對應于未焊接區域的其它部分之間的色調差異。

本發明的第一方面是一種用于焊接鋁合金部件的方法，其中，彼此被焊接的鋁合金部件均由包括第二相粒子的5000系列合金制成，該第二相粒子的粒徑不大于5μm，且分布密度v滿足10,000≥v(粒子/mm²)；該方法包括：通過將鋁合金部件端部對接獲而得接合部，且通過對接合部進行攪拌摩擦焊接形成焊接區域，從而將鋁合金部件焊接為一體，其中，攪拌摩擦焊在以下條件下進行：工具肩部的直徑d在3≤d≤8(mm)的范圍，且工具的轉數r在6＜r≤20的范圍(轉/mm(每1mm焊接長度的轉數))。

由于彼此被焊接的鋁合金部件均是包括第二相粒子的5000系列合金，該第二相粒子的粒徑不大于5μm，且分布密度v滿足10,000≥v(粒子/mm²)，在攪拌摩擦焊接的攪拌過程中，第二相粒子的分裂能夠被最小化。

本發明的另一個優點是，因為對鋁合金部件在下述條件下進行攪拌摩擦焊接：工具肩部的直徑d在3≤d≤8(mm)的范圍，且攪拌摩擦焊接過程中工具的轉數r在6＜r≤20(轉/mm的范圍)，焊接過程中的熱量輸入被最優化。作為結果，被焊接的部件能被可靠地焊接，而且微小的第二相粒子的析出能被最小化。

因此，防止了焊接為一體的鋁合金部件在焊接區域和任何其它區域之間第二相粒子的分布產生明顯的差異。

因此，在作為最終產品被提供之前，當在形成為一體的鋁合金部件表面上形成陽極氧化涂層時，在焊接區域和其它區域之間，陽極氧化涂層中第二相粒子的分布沒有產生明顯差異，防止了陽極氧化涂層在對應于焊接區域的部分和對應于未焊接區域的其它部分色調差異的產生。

在被彼此焊接的鋁合金部件中的第二相粒子的粒徑大于5μm的情況下，在攪拌摩擦焊接過程中，由于攪拌，第二相粒子很可能在焊接區域分裂，在焊接區域和其它區域之間第二相粒子的分布會產生明顯的差異，導致在這些不同的區域之間的色調差異。因此，鋁合金部件中的第二相粒子的粒徑優選不大于5μm。