[發(fā)明專利]一種夾頭供電輔助復合式雙軸動態(tài)攪拌摩擦焊接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710477561.4
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107150167B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 趙升噸;張鵬;范淑琴;王永飛;董朋
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種夾頭供電輔助復合式雙軸動態(tài)攪拌摩擦焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)待焊工件的裝夾：將第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)通過負極動態(tài)夾持頭(3)、正極動態(tài)夾持頭(4)、第一導向預緊輪(5)和第二導向預緊輪(6)裝夾固定在焊接工作臺上，使第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)只能隨焊接工作臺沿接縫方向移動；第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)之間為無間隙對接，第一導向預緊輪(5)和第二導向預緊輪(6)需要進行絕緣處理；

2)待焊工件的預熱：正極動態(tài)夾持頭(4)、第二待焊工件(2)、第一待焊工件(1)、負極動態(tài)夾持頭(3)通過導線(11)和直流開關電源(10)連接形成閉合電流回路，直流開關電源(10)上電，電流流過待焊工件內部產生電阻熱，使第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)接縫處的金屬材料軟化；直流開關電源(10)提供500～2000A的電流，電壓為3～20V；

3)攪拌摩擦焊接：高速旋轉的第一攪拌頭(7)和第二攪拌頭(8)分別扎入第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)接縫的兩側，軸肩(b)對接縫處施加頂鍛壓力，使接縫處的金屬組織在攪拌頭的攪拌作用下達到塑化狀態(tài)，第一攪拌頭(7)和第二攪拌頭(8)的轉速為500～1500轉/分鐘；同時，第一攪拌頭(7)和第二攪拌頭(8)上連接的超聲波激振器(9)打開，沿第一攪拌頭(7)和第二攪拌頭(8)軸線A-A方向對接縫處塑化的金屬進行微鍛處理，使焊縫處的金屬組織晶粒得到細化；然后，第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)隨焊接工作臺沿著接縫的方向向前進給運動，進給速度為50～300mm/min，塑化的金屬在第一攪拌頭(7)和第二攪拌頭(8)的攪拌及擠壓作用下，不斷填充到攪拌針(a)移動后所形成的空腔中，并逐漸冷卻凝固形成最終焊縫(1-2)，從而完成第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)接縫的攪拌摩擦焊接；

所述的第一攪拌頭(7)和第二攪拌頭(8)設有攪拌針(a)和軸肩(b)，采用工具鋼制作而成，其中軸肩(b)的端面為平面型，加熱和軟化被焊接材料、包攏塑化的金屬并對焊縫施加頂鍛壓力，促使焊縫成形光滑平整，攪拌針(a)為錐形的且錐面上有凹槽，使處于高塑性狀態(tài)的金屬保持上下運動的同時，沿著攪拌針(a)從前向后流動。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種夾頭供電輔助復合式雙軸動態(tài)攪拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述的負極動態(tài)夾持頭(3)和正極動態(tài)夾持頭(4)由夾持座和滾珠組成，夾持座和滾珠采用導電材料制作而成，夾持座外殼需進行絕緣處理。