[發明專利]一種薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接方法

在審

• 申請號: 201710382366.3
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107138849A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 王志國;尹玉環;竇超;徐奎;封小松
• 申請（專利權）人: 上海航天設備制造總廠
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 上海航天局專利中心31107
• 代理人: 金家山

技術領域

本發明屬于焊接領域，涉及一種適用于薄板或超薄板的焊接方法。

背景技術

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

隨著科技發展進步，航空航天、汽車、船舶行業對節能減排和輕量化的要求也越來越高，采用輕質材料或薄板材料替代鋼鐵材料和厚板成為了一種發展趨勢，因此薄板的焊接技術逐漸成為了焊接領域的研究新熱點。薄板傳統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題，難以實現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。

發明內容

本發明針對薄板及超薄板的焊接問題，提供了一種適用于薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接方法。

本發明時通過以下技術方案實現的。

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，將蓋板中心對齊被焊板材對接處，用壓條將蓋板壓緊固定在被焊板材上。

第三步，選取攪拌頭針長度略小于疊加板厚的攪拌頭進行施焊；

第四步，將蓋板去除至焊縫位置與兩側母材位置厚度相同。

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，優選地3mm。

所述第二步中要求蓋板與被焊板材貼實，不允許有超過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，攪拌頭中心沿被焊板材對接面進行焊接。通過攪拌頭軸肩與蓋板的主要摩擦產熱使被焊材料塑化、破壞對接面形成有效連接。消除了攪拌摩擦焊在被焊板材上的減薄問題。攪拌頭的軸肩要求小于蓋板寬度，攪拌針長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機加工的方式去除。

本發明提供的薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接方法，與現有技術相比，其優點在于：

一、通過增加蓋板來解決薄板及超薄板攪拌摩擦焊的焊縫減薄問題，具有焊接熱輸入小，焊后變形小，接頭強度高等優點。

二、本發明提出的薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接方法具備操作簡單，適應性強等特點。

本發明可以有效的解決薄板及超薄板的攪拌摩擦焊接問題。

附圖說明

圖1為本發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。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，本實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中心對齊被焊板材3對接處，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，攪拌頭中心沿被焊板材對接面進行焊接。通過攪拌頭軸肩與蓋板的主要摩擦產熱使被焊材料塑化、破壞對接面形成有效連接。消除了攪拌摩擦焊在被焊板材上的減薄問題。

第四步，將蓋板采用機加工的方式進行去除，去除至焊縫位置與兩側母材位置厚度相同。

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，優選地3mm。

第二步，將蓋板2中心對齊被焊板材3對接處，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，不允許有超過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。