[發(fā)明專利]一種鋼螺柱與厚鋁板摩擦螺柱焊接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410021943.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN103846545A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周琦;趙江濤;王克鴻;楊立;張惠蕓;朱軍;彭勇;劉玲丹;蔡雅君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué);泰州南京理工大學(xué)研究院
• 主分類號(hào): B23K20/12
• 分類號(hào): B23K20/12
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國(guó)

1.一種鋼螺柱與厚鋁板摩擦螺柱焊接方法，其特征在于：將鋼螺柱進(jìn)行特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋁板摩擦面加工一個(gè)孔，螺柱高速旋轉(zhuǎn)并施加螺柱軸向壓力，螺柱與鋁板摩擦產(chǎn)熱，緩慢嵌入鋁合金內(nèi)部，螺柱與鋁板融合，得到結(jié)構(gòu)自鎖的焊接接頭，具體步驟如下：

步驟一，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：加工鋼螺柱摩擦端部（4），所述端部（4）直徑逐漸變小，且周向開有環(huán)形槽，在鋁板摩擦面處加工預(yù)置孔（5）；

步驟二，鋼螺柱工進(jìn)：壓套筒（2）固定鋼螺柱（1）在鋁板（3）表面使得鋼螺柱摩擦端部（4）對(duì)準(zhǔn)預(yù)置孔（5），開啟電源，將經(jīng)過表面清理后的鋼螺柱（1）以2mm/s的速度工進(jìn)，且鋼螺柱（1）旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速為600~1200r/min，鋼螺柱（1）與鋁板（3）接觸后停止工進(jìn)，鋼螺柱（1）與鋁板（3）摩擦4~8秒，使得鋼螺柱（1）與鋁板（3）產(chǎn)熱鋁板受熱軟化；

步驟三，摩擦階段：在步驟二的基礎(chǔ)上，施加摩擦壓力60~90MPa，摩擦?xí)r間5~12s，鋼螺柱（1）緩慢嵌入鋁板（3）中，直至鋼螺柱摩擦端部（4）全部沒入鋁板（3）中，在此過程中，壓套筒（2）緊緊壓住在鋁板（3）表面；

步驟四，頂端階段：在步驟三的基礎(chǔ)上，摩擦旋轉(zhuǎn)急停，急停時(shí)間小于0.5s，施加頂鍛壓力90~180MPa，頂鍛時(shí)間維持5~15秒；

步驟五，關(guān)閉電源，摩擦螺柱焊冷卻，拆卸壓套筒（2），得到焊接接頭成品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦螺柱焊接方法，其特征在于：所述鋼螺柱（1）的直徑范圍從5~22mm，摩擦端部（4）直徑小于鋼螺柱（1）直徑，摩擦端部（4）長(zhǎng)度為5~12mm，所述鋁板（3）的厚度大于20mm，所述預(yù)置孔（5）的深度為摩擦端部（4）長(zhǎng)度的3/5~1，直徑為鋼螺柱直徑的1/3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦螺柱焊接方法，其特征在于：所述摩擦端部（4）結(jié)構(gòu)具有螺紋的特征，周向開有環(huán)形槽個(gè)數(shù)大于等于1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦螺柱焊接方法，其特征在于；所述摩擦端部（4）完全嵌入鋁板（3）中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦螺柱焊接方法，其特征在于：所述摩擦端部工進(jìn)接觸鋁板（3）后，停止工進(jìn)，進(jìn)行摩擦預(yù)熱4~8秒。