[發明專利]一種異種金屬板之間的攪拌摩擦焊接方法

有效

• 申請號: 201610396288.8
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN105965150B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 高福洋;郁炎;蔣鵬
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/24;B23K20/22;B23K33/00;B23K103/18;B23K101/18
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 周會芝

1.一種異種金屬板之間的攪拌摩擦焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）、確定待焊接的兩種金屬板的相對厚度：

如果兩種金屬板的熔點相差在600℃以下，則待焊接的兩種金屬板的厚度相同；否則，低熔點的金屬板的厚度要大于高熔點的金屬板的厚度；

2）、在待焊接的兩種金屬板的焊接端加工出接頭結構：

在低熔點金屬板的焊接端加工一個矩形凹槽，矩形凹槽的開口方向與其所在的低熔點金屬板的板面相平行，且矩形凹槽的中心對稱平面與其所在的低熔點金屬板的中心對稱平面相重合；在高熔點金屬板的焊接端加工一個矩形凸臺，矩形凸臺的高度與厚度分別與矩形凹槽的深度和寬度相匹配，且矩形凸臺的中心對稱平面與其所在的高熔點金屬板的中心對稱平面相重合；

3）、根據兩種金屬板會產生的金屬間化合物的塑韌性確定是否需要添加能夠避免或減少金屬間化合物產生的過渡層，所述過渡層為異于兩種待焊金屬板并與兩種待焊金屬板不生成金屬間化合物的金屬材料，該過渡層設置在矩形凸臺與矩形凹槽的接觸面之間；

金屬間化合物的塑韌性用延伸率來表現，如果兩種金屬板之間的金屬間化合物的延伸率不大于2%，則在所述的矩形凸臺與矩形凹槽的接觸面之間設置過渡層；否則，直接進入下一個步驟；

4）、將待焊接的兩種金屬板置于攪拌摩擦焊機的工作臺面上，將矩形凹槽與矩形凸臺相配合安裝后，用夾具固定；

5）、設定焊接工藝參數，所述的焊接工藝參數包括攪拌頭旋轉速度、焊接速度和壓入量；

6）、使攪拌摩擦焊機的攪拌頭在步驟5）設定的焊接工藝參數下壓入矩形凹槽與矩形凸臺配合形成的焊接區域完成對兩種金屬板的焊接。

2.根據權利要求1所述的一種異種金屬板之間的攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述步驟1）中，兩種金屬板的熔點相差在600℃以上時，低熔點的金屬板的厚度大于高熔點的金屬板的厚度0.5-1 mm。

3.根據權利要求1所述的一種異種金屬板之間的攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述步驟3）中，過渡層的厚度為20-50μm。

4.根據權利要求1所述的一種異種金屬板之間的攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述步驟3）中，過渡層通過涂覆或者電鍍的方式設置在矩形凹槽的內表面或/和矩形凸臺的外表面，或者過渡層以箔片或粉末的形式設置在矩形凸臺與矩形凹槽的接觸面之間。

5.根據權利要求1所述的一種異種金屬板之間的攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述步驟5）中，攪拌頭旋轉速度為300-1500r/min，焊接速度為30-800mm/min，焊接時壓入量為0.5-2mm。

6.根據權利要求1所述的一種異種金屬板之間的攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述步驟6）中，攪拌頭壓入焊接區域時保證攪拌頭的軸肩壓在高熔點金屬板上的寬度最大處Wmax不大于攪拌頭的軸肩直徑的四分之一。