[發明專利]一種攪拌摩擦焊接鋁合金構件制備工藝

在審

• 申請號: 201710986816.X
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107738066A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 何建賢;趙啟忠;楊鴻馳;周文標;朱希一;覃珊
• 申請（專利權）人: 廣西南南鋁加工有限公司
• 主分類號: B23P13/00
• 分類號: B23P13/00;B23K20/12;C22F1/00;C22F1/04
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙)45117
• 代理人: 巢雄輝,汪治興

技術領域

本發明涉及鋁合金構件技術領域，尤其涉及一種攪拌摩擦焊接鋁合金構件制備工藝。

背景技術

可熱處理強化鋁合金與其它非熱處理可強化鋁合金相比，強度較高、可焊，已被廣泛應用于航空、軌道交通、船舶海洋運輸等領域。目前工業化生產的鋁合金焊接構件生產步驟為：下料型材或板材、攪拌摩擦焊(FSW)連接成構件。

現有工藝存在以下技術缺點：在工業生產中，通過FSW焊接后，可熱處理強化鋁合金由于重新受到高溫熱處理而過時效，致使鋁合金材料強度損失較大，焊接后焊縫的抗拉強度與母材抗拉強度比值≤0.75，因此需要增加基材厚度來提高整個構件受力能力。

發明內容

針對以上不足，本發明提供一種攪拌摩擦焊接鋁合金構件制備工藝，能夠提高焊接后鋁合金焊接構件焊縫的抗拉強度。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種攪拌摩擦焊接鋁合金構件制備工藝，包括有以下步驟：

1)在線或離線固溶淬火：將待處理的鋁合金型材或板材進行在線或離線固溶淬火；

2)人工時效：對在線或離線固溶淬火后的鋁合金型材或板材進行人工時效；

3)攪拌摩擦焊：對鋁合金型材或板材進行攪拌摩擦焊，在攪拌摩擦焊接的同時對已焊接高溫區域進行水冷或者風冷或者氮氣冷卻，攪拌摩擦焊后獲得鋁合金構件；

4)峰值人工時效：對鋁合金構件進行人工時效。

進一步地，步驟3)中，摩擦攪拌焊工藝參數為：攪拌頭轉速≤2500r/min，焊接進給速度≤1000mm/min，壓入深度≤4mm；水冷或者風冷或者氮氣冷卻的冷卻速率≤150℃/s。

進一步地，步驟3)中，摩擦攪拌焊工藝參數為：攪拌頭轉速2000r/min，焊接進給速度800mm/min，壓入深度4mm；水冷或者風冷或者氮氣冷卻的冷卻速率為120℃/s。

進一步地，步驟1)中，在線或離線固溶淬火工藝參數為：熱處理溫度為420～570℃，冷卻方式為風冷或者水冷，冷卻速率≤150℃/s。

進一步地，步驟1)中，在線或離線固溶淬火工藝參數為：熱處理溫度為510～540℃，冷卻方式為風冷或者水冷，冷卻速率為120℃/s。

進一步地，步驟2)和步驟4)中，時效溫度為100～250℃，保溫時間為5～20h。

進一步地，步驟2)和步驟4)中，時效溫度為150～180℃，保溫時間為8～12h。

進一步地，步驟2)完成后，對鋁合金型材或板材進行拉伸矯直，拉伸率為0.5％～3.0％。

進一步地，拉伸矯直的拉伸率為1％～1.2％。

進一步地，鋁合金型材或板材為2系、6系或7系鋁合金。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明提出一種攪拌摩擦焊接鋁合金構件制備工藝，鋁合金型材或板材通過固溶淬火后，進行一個人工時效，然后再進行攪拌摩擦焊接，焊接的同時在已焊接溫度較高區域進行強冷(水冷或者風冷或者氮氣冷卻)以達到固溶淬火效果，焊接完后將整體構件進行峰值人工時效，以保證焊接處強度損失較小，焊縫的抗拉強度與母材抗拉強度比值≥0.85。本發明對工藝參數控制過程更加精細，焊接后焊縫處構件的力學性能更佳，能夠保證攪拌摩擦焊后力學性能優異，焊接強度損失小。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，以下將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1

請參照圖1，本實施例提供一種攪拌摩擦焊接鋁合金構件制備工藝，包括有以下步驟：

1)在線固溶淬火：將4mm厚的待處理的6061-T6鋁合金型材進行在線固溶淬火，在線固溶淬火工藝參數為：熱處理溫度為420℃，冷卻方式為風冷，冷卻速率100℃/s。

2)人工時效：對在線固溶淬火后的鋁合金型材進行人工時效，時效溫度為100℃，保溫時間為20h。