[發明專利]用于鋁合金和尼龍異種材料攪拌摩擦焊接的方法

在審

• 申請號: 201910040222.9
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109604811A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 高吉成;張孫藝;陳悅蓉;俞亮;靳惠明
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26;B23K103/00;B23K103/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發明公開了一種用于鋁合金和尼龍異種材料攪拌摩擦焊接的方法，將金屬網片置于鋁合金和尼龍之間，尼龍板置于下方，鋁合金置于上方，攪拌頭所攜帶的攪拌針長度為0?0.8l，其中，l為鋁合金板材厚度，l≤20 mm。該方法結構簡單便捷，能夠有效解決鋁合金與尼龍板焊接接頭強度過低的問題。本發明采用上述方案后，能夠有效地解決鋁合金和尼龍異種材料攪拌摩擦焊接強度低，焊接缺陷多的問題；焊接部位通過添加金屬網片，一方面可以補充焊接過程中金屬工件下壓造成聚合物表面坍塌的體積；另一方面通過金屬擠壓可以將網片熔化擠壓，或者將下方聚合物工件擠壓至網片中，實現機械混合互鎖連接，大大提高接頭強度。

技術領域

本發明涉及異種材料的焊接領域，具體為一種用于鋁合金和尼龍異種材料攪拌摩擦焊接的方法。

背景技術

隨著工程輕量化需求的增加，金屬和聚合物的連接，尤其是鋁合金和尼龍板的連接顯得尤為重要。目前，對于鋁合金和尼龍板的連接技術主要包括粘接和機械連接。粘結相對來說時間較長且所用粘結劑存在污染環境的潛在威脅；機械連接容易在連接處產生應力集中。因此目前發展新型的鋁合金和尼龍板連接技術迫在眉睫，其中，攪拌摩擦焊接是一種在鋁合金和尼龍板連接中有著巨大應用前景的技術。

攪拌摩擦焊接技術是由英國焊接研究所在1991年針對鋁合金開發的一種新穎的固態焊接技術，其具有焊接過程簡單、焊接效率高、成本小、污染小的特點，是一種綠色的焊接技術，在航空航天、機車制造、建筑能源、船舶等領域有著廣泛的應用。近年來，有研究學者將該技術用于鋁合金和尼龍異種材料的連接，但是普遍存在連接效率低的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋁合金和尼龍異種材料攪拌摩擦焊接的方法，提高了鋁合金和尼龍異種材料的焊接接頭的強度，同時減少焊接過程中的缺陷。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

（1）將所述尼龍板工件表面進行去污、清潔等預處理后安裝在工作臺上，并用夾具固定；

（2）將中間層金屬網片（純鋁或純鋅）放置在尼龍板工件上方焊接區域中央；

（3）將鋁合金工件放置在中間層金屬網片上方并用夾具固定；

（4）將攪拌頭安裝在焊機上，并運動到待焊接位置；

（5）開始焊接過程，攪拌針中心與中間層金屬網片中心重合，待焊接完成后，取下工件，完成焊接。

與現有技術相比，本發明采用上述方案后，能夠有效地解決鋁合金和尼龍板攪拌摩擦焊接強度低，焊接缺陷多的問題；焊接部位通過添加中間層金屬網片，一方面可以補充焊接過程中金屬工件下壓造成聚合物表面坍塌的體積；另一方面通過金屬擠壓可以將網片熔化擠壓，或者將下方聚合物工件擠壓至網片中，實現機械混合互鎖連接，大大提高接頭強度。

附圖說明

圖1為本發明的整體工藝圖，其中：1為尼龍工件，2為中間層金屬網片，3為鋁合金工件，4為攪拌頭。

具體實施方式

結合圖1，一種鋁合金和尼龍板攪拌摩擦焊接的焊接過程如下：（1）對尼龍工件1進行預處理，主要是除油、去污等預處理；（2）將尼龍工件1安裝在工作臺上，將中間層金屬網片2放置在待焊接區域；（3）將鋁合金工件3放置在中間層金屬網片2上方并用夾具固定；（4）將所用攪拌頭4安裝在焊機上并運動至待焊接位置；（5）開始焊接過程，焊接完成停留15s后完成焊接過程。

實施例1