[發明專利]靜止軸肩輔助攪拌摩擦膠焊方法

有效

• 申請號: 202010411581.3
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111438435B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 孫朝海;姬書得
• 申請（專利權）人: 沈陽飛機工業（集團）有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/16
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種靜止軸肩輔助攪拌摩擦膠焊方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：

步驟一：將下板(2)放置于攪拌摩擦焊機工作臺夾具上，沿焊縫方向放置一厚度為0.01~ 1 mm的條狀夾層(3)；在夾層(3)兩側涂膠后放置上板(1)并夾緊夾具；所述的條狀夾層(3)寬度比攪拌頭(5)的直徑大0 ~ 1 mm，長度與焊縫長度相同；所述的上、下板(1、2)的板材可相同可不同；當上下板材相同時，夾層材料與板材相同；當上下板材不同時，夾層材料可與下板材料相同或者采用第三種材料，當夾層采用第三種材料時，夾層材料要求在焊接時與上下板材發生共晶反應；

步驟二：安裝攪拌頭(5)與靜止軸肩(6)，攪拌頭(5)依次插入靜止軸肩(6)的上套圈(8)、下套圈，與靜止軸肩體(12)接觸；超聲工具頭(7)位于下板(2)下方；

所述靜止軸肩(6)包括上套圈(8)，上下支撐臂(9)，靜止軸肩板(11)，靜止軸肩體(12)，靜止軸肩板前端(13)，上下套圈支撐臂(15)；所述上套圈(8)與下套圈之間設有上下套圈支撐臂(15)，上套圈(8)內徑大于下套圈內徑；所述的上套圈(8)下方設有兩個長條狀擋板(10)，上套圈(8)與擋板(10)之間設有上下支撐臂(9)，上下支撐臂(9)長度大于上下套圈支撐臂(15)，兩個長條狀擋板(10)之間設有靜止軸肩體(12)；所述的擋板(10)下方設有靜止軸肩板(11)；所述靜止軸肩板(11)與擋板(10)之間通過氣缸連接，擋板(10)上設有氣缸的進氣口(14)，通過進氣口(14)通入高壓氣體使靜止軸肩板(11)對待焊板材施加壓力；所述的靜止軸肩板(11)上裝有電阻絲，電阻絲焊接時對板材進行加熱；

當材料受熱發生形變時，通過壓力判斷材料形變情況：若材料向上突起，擠壓靜止軸肩板(11)，該塊靜止軸肩板(11)上方氣體壓力將增大；若材料向下內凹，降低靜止軸肩板(11)上的受力，從而減小該塊靜止軸肩板上方氣體壓力；當沒有檢測到形變時，靜止軸肩板(11)始終對材料施加30℃ ~500℃溫度；

根據判斷的材料形變情況，對形變區靜止軸肩板(11)上的溫度進行調節，以達到控制形變的功能；當檢測到某個靜止軸肩板(11)壓力變大時，該靜止軸肩板(11)上的溫度升高10 ~ 100℃，且與其相鄰的靜止軸肩板(11)上的溫度降低5 ~ 100℃，使得材料形變得到控制與矯正；

步驟三：設置焊接參數并進行焊接；其中，啟動焊接時，在下板施加超聲振動；其中，超聲振動功率為60 ~ 2000 W，振幅為15 ~ 55 μm ；

步驟四：焊接完成后取下板材并清理殘膠。

2.根據權利要求1所述的一種靜止軸肩輔助攪拌摩擦膠焊方法，其特征在于，所述的靜止軸肩板(11)的靜止軸肩板前端(13)向上翹曲或安裝彈性導輪。

3.根據權利要求1或2所述的一種靜止軸肩輔助攪拌摩擦膠焊方法，其特征在于，所述的擋板(10)下方設有3到5個靜止軸肩板(11)。

4.根據權利要求1或2所述的一種靜止軸肩輔助攪拌摩擦膠焊方法，其特征在于，所述的上板(1)的板材選自鎂、鋁、鈦金屬材料；所述的下板(2)的板材選自鎂、鋁、鈦金屬材料。

5.根據權利要求3所述的一種靜止軸肩輔助攪拌摩擦膠焊方法，其特征在于，所述的上板(1)的板材選自鎂、鋁、鈦金屬材料；所述的下板(2)的板材選自鎂、鋁、鈦金屬材料。