[發明專利]一種用于鋁合金高速列車車鉤面板的攪拌摩擦焊焊接工藝

在審

• 申請號: 201810083223.7
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108188566A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 趙佳龍;谷晗;李闖;魏旭;王圣達
• 申請（專利權）人: 遼寧忠旺鋁合金精深加工有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/24
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明屬于鋁合金焊接技術領域，涉及一種用于鋁合金高速列車車鉤面板的攪拌摩擦焊焊接工藝，包括對焊接接頭的預清洗、去除氧化膜和終清洗以及對焊縫的焊接，其中焊接采用激光跟蹤+定點焊接，焊接參數為：攪拌針針長為18.0mm，攪拌針軸肩為32mm，主軸轉速為500～600R/min，焊接壓力為34KN，攪拌頭的焊接速度24.5～25.5cm/min，攪拌頭的傾斜角度為1.5°，側面傾斜角度為0°，攪拌針運動方向為逆時針方向，采用該發明的單向攪拌摩擦焊此類焊接要求較高的焊縫，具有更高的生產效率，不需要加熱，一道即可完成厚板焊接，擺脫熔化焊多層多道焊的低效率焊接，更能有效的提高焊縫質量。

技術領域

本發明屬于鋁合金焊接技術領域，涉及一種用于鋁合金高速列車車鉤面板的攪拌摩擦焊焊接工藝。

背景技術

車鉤面板作為高速列車的關鍵承壓部件，目前的焊接方法為熔化焊接方式，采用手工MIG焊或MIG自動焊接兩種方式，但由于多層多道焊焊接工藝方法，導致焊縫質量無法得到有效控制，特別是濕度大的季節，更是無法控制焊縫質量，焊縫抗疲勞性能較差，而且生產效率不高；對焊工要求也較高，焊接成本較高，無法控制焊接接頭安全穩定性。

發明內容

有鑒于此，本發明為了解決現有技術中的多層多道焊焊接工藝對于濕度大的季節，無法保證焊縫質量，無法控制焊接接頭安全穩定性的問題，提供一種用于鋁合金高速列車車鉤面板的攪拌摩擦焊焊接工藝。

為達到上述目的，本發明提供一種用于鋁合金高速列車車鉤面板的攪拌摩擦焊焊接工藝，該方法包括如下步驟：

A、預清洗：將車鉤面板坡口型式設計為正面留有0.3mm臺階的直方形對接焊縫，將焊縫附近25～50mm的范圍內用丙酮或乙醇清洗車鉤面板表面油污；

B、去除氧化膜：將車鉤面板坡口面以及附近25～50mm的范圍內采用機械式鋁合金專用打磨工具去除待焊接工件表面的氧化膜；

C、終清洗：將車鉤面板的坡口面以及附近25～50mm的范圍內用無丙酮或乙醇再次清洗車鉤面板表面的殘余廢屑；

D、裝配組對：利用夾緊工裝將車鉤面板兩側壓緊并施加側頂力，保證車鉤面板焊縫間隙≤0.8mm，焊縫兩側車鉤面板的錯邊量≤0.5mm；

E、選取攪拌頭：攪拌頭針長等于車鉤面板厚度；

F、焊接：設置攪拌摩擦焊的焊接程序，采用激光跟蹤+定點焊接，焊接參數為：攪拌針針長為18.0mm，攪拌針軸肩為32mm，主軸轉速為500～600R/min，焊接壓力為34KN，攪拌頭的焊接速度24.5～25.5cm/min，攪拌頭的傾斜角度為1.5°，側面傾斜角度為0°，攪拌針運動方向為逆時針方向，待機時間0.5s；

G、焊后清理及檢驗：焊接完成后，對焊縫表面進行清理，按車鉤面板焊縫質量要求進行檢驗。

進一步，步驟A中采用無紡布蘸取丙酮或乙醇清洗車鉤面板表面油污。

進一步，步驟B中車鉤面板表面氧化膜為Al₂O₃氧化膜，氧化膜的厚度范圍為25～40μm。

進一步，步驟B中機械式鋁合金專用打磨工具為鋼絲碗刷。

進一步，步驟C中采用無紡布蘸取丙酮或乙醇再次清洗車鉤面板表面的殘余廢屑。

進一步，步驟D中夾緊工裝為液壓式壓臂。

本發明的有益效果在于：

1、本發明用于鋁合金高速列車車鉤面板的攪拌摩擦焊焊接工藝，焊前不需要開坡口和對材料表面作特殊的處理，由于母材不熔化，可以實現車鉤面板的高速連接。此工藝方案提供了一種更高效，成本更低，對環境要求較低的新型摩擦攪拌焊；能夠有效控制焊后焊縫及母材區域疲勞性能減弱，焊接變形較大等問題。