[發(fā)明專利]一種薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710382366.3
• 申請(qǐng)日: 2017-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107138849A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志國(guó);尹玉環(huán);竇超;徐奎;封小松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天設(shè)備制造總廠
• 主分類號(hào): B23K20/12
• 分類號(hào): B23K20/12
• 代理公司: 上海航天局專利中心31107
• 代理人: 金家山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接領(lǐng)域，涉及一種適用于薄板或超薄板的焊接方法。

背景技術(shù)

攪拌摩擦焊是一種新型的固相連接技術(shù)，其原理在于被焊材料在攪拌頭的高速旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)熱和軸向擠壓的共同作用下塑性流動(dòng)、對(duì)接面被打碎而形成的一種固相連接。相比于傳統(tǒng)的熔化焊接方法，攪拌摩擦焊具有熱輸入、焊接變形小，力學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn)。特別適用于低熔點(diǎn)材料，如鋁、鎂合金的焊接。

隨著科技發(fā)展進(jìn)步，航空航天、汽車(chē)、船舶行業(yè)對(duì)節(jié)能減排和輕量化的要求也越來(lái)越高，采用輕質(zhì)材料或薄板材料替代鋼鐵材料和厚板成為了一種發(fā)展趨勢(shì)，因此薄板的焊接技術(shù)逐漸成為了焊接領(lǐng)域的研究新熱點(diǎn)。薄板傳統(tǒng)的熔焊方法焊后變形大，矯形困難，而攪拌摩擦焊存在固有的焊縫減薄問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)薄板或超薄板的焊接。

因而急需尋找一種適用于薄板或超薄板的連接技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)薄板及超薄板的焊接問(wèn)題，提供了一種適用于薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接方法。

本發(fā)明時(shí)通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種適用于薄板及超薄板攪拌摩擦焊接方法，包括如下步驟：

第一步，將被焊板材的上表面、對(duì)接面以及蓋板的上下表面氧化膜、油污等清理干凈，將被焊板材呈Ⅰ型裝配，夾緊固定在焊接墊板上。

第二步，將蓋板中心對(duì)齊被焊板材對(duì)接處，用壓條將蓋板壓緊固定在被焊板材上。

第三步，選取攪拌頭針長(zhǎng)度略小于疊加板厚的攪拌頭進(jìn)行施焊；

第四步，將蓋板去除至焊縫位置與兩側(cè)母材位置厚度相同。

所述第一步中要求蓋板材料與被焊板材材料相同，焊前用酒精或丙酮將蓋板下面及被焊板材上表面擦拭干凈，蓋板厚度與被焊板材厚度加和在2～5mm之間，優(yōu)選地3mm。

所述第二步中要求蓋板與被焊板材貼實(shí)，不允許有超過(guò)0.1mm的間隙，攪拌頭中心線與焊縫中心線的偏離不大于0.3mm。

所述第三步中選取合適攪拌頭、確定焊接參數(shù)，攪拌頭中心沿被焊板材對(duì)接面進(jìn)行焊接。通過(guò)攪拌頭軸肩與蓋板的主要摩擦產(chǎn)熱使被焊材料塑化、破壞對(duì)接面形成有效連接。消除了攪拌摩擦焊在被焊板材上的減薄問(wèn)題。攪拌頭的軸肩要求小于蓋板寬度，攪拌針長(zhǎng)度等于被焊板材與蓋板累加厚度減去0.1～0.2mm。

所述第四步中焊接完成后將上層的蓋板通過(guò)機(jī)加工的方式去除。

本發(fā)明提供的薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：

一、通過(guò)增加蓋板來(lái)解決薄板及超薄板攪拌摩擦焊的焊縫減薄問(wèn)題，具有焊接熱輸入小，焊后變形小，接頭強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。

二、本發(fā)明提出的薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接方法具備操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

本發(fā)明可以有效的解決薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接方法示意圖：

圖中：1為攪拌頭、2為蓋板、3為被焊板材。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種適用于薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接方法，包括如下步驟：

第一步，將被焊板材3的上表面、對(duì)接面以及蓋板2的上下表面氧化膜、油污等清理干凈，將被焊板材呈Ⅰ型裝配，夾緊固定在焊接墊板上。

第二步，將蓋板2中心對(duì)齊被焊板材3對(duì)接處，用壓條將蓋板壓緊固定在被焊板材上。

第三步，選取合適攪拌頭1、確定焊接參數(shù)，攪拌頭中心沿被焊板材對(duì)接面進(jìn)行焊接。通過(guò)攪拌頭軸肩與蓋板的主要摩擦產(chǎn)熱使被焊材料塑化、破壞對(duì)接面形成有效連接。消除了攪拌摩擦焊在被焊板材上的減薄問(wèn)題。

第四步，將蓋板采用機(jī)加工的方式進(jìn)行去除，去除至焊縫位置與兩側(cè)母材位置厚度相同。

具體為：

第一步，將被焊板材3的上表面、對(duì)接面以及蓋板2的上下表面氧化膜、油污等清理干凈，將被焊板材呈Ⅰ型裝配，夾緊固定在焊接墊板上，蓋板厚度與被焊板材厚度加和在2～5mm之間，優(yōu)選地3mm。

第二步，將蓋板2中心對(duì)齊被焊板材3對(duì)接處，用壓條將蓋板壓緊固定在被焊板材上，蓋板與被焊板材貼實(shí)，不允許有超過(guò)0.1mm的間隙，攪拌頭中心線與焊縫中心線的偏離不大于0.3mm。