[發明專利]鋼對接的感應加熱-攪拌摩擦復合焊接方法及裝置

有效

• 申請號: 201711310215.3
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107877016B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 谷文;谷松偉;谷豐
• 申請（專利權）人: 一重集團天津重工有限公司
• 主分類號: B23K28/02
• 分類號: B23K28/02;B23K20/12;B23K13/01
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

1.一種鋼對接的感應加熱-攪拌摩擦復合焊接方法，其特征在于：

用于攪拌摩擦焊的攪拌頭的焊接方向上，設置有用于對待焊工件感應加熱的感應加熱裝置，所述的感應加熱裝置通過連接裝置固定于攪拌頭所在的焊接臂上，使攪拌頭和感應加熱裝置在焊接過程中同步焊接移動；

焊接進行中，感應加熱裝置產生的熱量在攪拌頭前方的預熱區對待焊工件進行充分預熱，高速旋轉的攪拌頭沿待焊工件的對接面壓入；

當攪拌頭的軸肩與待焊工件緊密接觸后，攪拌頭沿對接面向前移動實現焊接，攪拌頭的摩擦熱與感應加熱產生的輔助熱共同作用促使焊接區域發生塑化，并最終形成致密的焊縫；

用于所述焊接方法的鋼對接的感應加熱-攪拌摩擦復合焊接裝置，包括設置于焊接臂上的攪拌頭和感應加熱裝置；

所述的感應加熱裝置設置于攪拌頭焊接移動方向的前端，使攪拌頭緊貼待焊工件焊接時，感應加熱裝置同待焊工件上表面具有間隙；

所述的連接裝置包括懸臂、導軌、擺臂和連接段；

所述的擺臂包括通過轉軸連接的上擺動段和下擺動段；

所述懸臂固定于焊接臂上水平設置，擺臂的上擺動段同懸臂上的導軌滑動連接，下擺動段通過轉軸連接有連接段，連接段的另一端同感應加熱裝置連接；

焊接臂上設置有用于驅動攪拌頭轉動的電機。

2.根據權利要求1所述的鋼對接的感應加熱-攪拌摩擦復合焊接方法，其特征在于：

所述的感應加熱裝置的底部表面同待焊鋼板的上表面平行，并且感應加熱裝置底面同待焊鋼板上表面的間距為α，2mm≤α≤10mm。

3.根據權利要求1所述的鋼對接的感應加熱-攪拌摩擦復合焊接方法，其特征在于：

所述感應加熱裝置和攪拌頭之間的距離為β，5mm≤β≤25mm，使待焊鋼板的溫度在焊接之前為γ，200℃≤γ≤600℃。

4.根據權利要求1所述的鋼對接的感應加熱-攪拌摩擦復合焊接方法，其特征在于：

所述攪拌頭的轉速為300r/min～800r/min，焊接速度為50mm/min～120mm/min，軸肩下壓量為0.1mm～0.3mm。

5.根據權利要求1、2、3或4所述的鋼對接的感應加熱-攪拌摩擦復合焊接方法，其特征在于：

所述的感應加熱裝置采用雙線圈水冷感應器，電流頻率為8kHz。

6.根據權利要求1、2、3或4所述的鋼對接的感應加熱-攪拌摩擦復合焊接方法，其特征在于：

所述待焊工件底部鋪設有阻熱墊，所述阻熱墊的阻熱材料為隔熱溫度在1200℃的氣凝膠。

7.根據權利要求1、2、3或4所述的鋼對接的感應加熱-攪拌摩擦復合焊接方法，其特征在于：

所述攪拌頭為陶瓷基復合材料或高溫合金材料；

所述待焊工件為普通碳鋼或低合金鋼材料；待焊鋼板的厚度在1mm～10mm之間。