[發明專利]通過線性摩擦焊接獲得的改進的結構元件

有效

• 申請號: 201480037137.2
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN105339125B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: C·J·格萊斯布魯克;M·格魯奈特;J·拉耶
• 申請（專利權）人: 伊蘇瓦爾肯聯鋁業
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 楊勇;鄭建暉

本發明涉及一種用于通過沿著平坦表面焊接形成物品的方法，該物品包括：至少第一金屬構件(10)和至少第二金屬構件(11)，該至少第一金屬構件是具有在縱向方向(L10)上的細長晶粒的鋁合金鍛制產品的形式，其根據ASTM E112在縱向定向的表面中的各向異性指數至少是4和/或根據ASTM E112在平面定向的表面中的各向異性指數至少是1.5，其中該第一金屬構件(10)被定位成與該第二金屬構件接觸，使得細長晶粒的所述縱向方向(L10)被大體上定位在焊接平面之內；該物品通過線性摩擦焊接形成。根據本發明的方法對于提高通過線性摩擦焊接獲得的焊接接合部的強度和延伸率尤其有用。通過本發明的方法獲得的飛行器的結構物品是有利的，尤其是飛行器結構構件。

技術領域

本發明涉及根據線性摩擦焊接方法焊接金屬構件。更確切地，本發明涉及將包括具有細長晶粒的鍛制鋁構件的兩個構件焊接在一起。

背景技術

線性摩擦焊接(LFW)是一種涉及到一個部件在另一個部件的面上以往復運動進行受壓摩擦的焊接方法。往復運動產生使界面處的材料變軟的摩擦熱，并且結合法向力，將此最初界面材料作為飛邊(flash)推出。此過程繼續直到足夠的材料(通常幾毫米)已經“熔化焊穿(burn-off)”并且已經作為飛邊被排出為止，隨之振蕩停止并且兩個構件被迅速地對齊并且維持最終“鍛造力”來鞏固接合部。機械加工或研磨可以隨后去除在LFW過程期間產生的飛邊。此方法最近已經引起人們的興趣來裝配鋁合金。

專利申請US 2003/0168494描述了一種構造用于在形成機械加工的結構組件中使用的預制件的方法，其中構件被摩擦焊接。

專利申請US 2007/0084905描述了一種使用摩擦焊接制作拼焊板的方法，其中結構構件被設置有傾斜角。

如在專利申請US 2006/054252中認識到的，LFW的一個缺點是最終抗拉強度和延伸率與母體金屬相比顯著下降。延展性的損失在某些情況下可以使得使用LFW裝配構件不切實際或甚至不可能。已經提議使用進一步熱處理以恢復鋁合金在LFW過程期間損失的強度。

應注意，對于焊接組件，延伸率是應變在焊接區域之內如何局部分布的至少部分表示。在焊接區域中機械特性受影響，當延伸率增加時，可能意味著焊接區域更小。

根據結構組件的大小和形狀，或許不可能實現焊接后熱處理；結構組件在某些情況下必須在被焊接和被進一步機械加工時才被使用。即使當實現焊接后熱處理時，進一步提高焊接接合部的機械特性將是有用的。

本發明解決的問題是提高通過線性摩擦焊接獲得的焊接接合部的機械特性。尤其是，提高焊接組件的延伸率是有利的，其如解釋的涉及減小受焊接影響的區域的擴展。還需要改善焊接組件的強度特性和疲勞特性之間的平衡。

發明內容

本發明的一個目的是一種通過沿著平坦表面焊接而形成物品的方法，該物品包括：至少第一金屬構件和至少第二金屬構件，該第一金屬構件為具有在縱向方向上的細長晶粒的鋁合金鍛制產品的形式，其根據ASTM E112在縱向定向的表面中的各向異性指數至少是4和/或根據ASTM E112在平面定向的表面中的各向異性指數至少是1.5，其中

-該第一金屬構件被定位成與該第二金屬構件接觸，使得細長晶粒的所述縱向方向被大體上定位在焊接平面之內，

-該物品通過線性摩擦焊接形成。

總之，本發明的實施方案如下列第1項所述，其余各項為優選實施方案：

1.一種通過沿著物品的平坦表面焊接而形成物品的方法，該物品包括：至少第一金屬構件和至少第二金屬構件，該第一金屬構件為具有在縱向方向上的細長晶粒的鋁合金鍛制產品的形式，其根據ASTM E112在縱向定向的表面中的各向異性指數至少是4，和/或根據ASTM E112在平面定向的表面中的各向異性指數至少是1.5，其中