[發(fā)明專利]一種用于異種金屬搭接的攪拌摩擦焊方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010591876.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111745286A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂宗亮;萬龍;趙志霞;黃體方
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱萬洲焊接技術(shù)有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26;B23K103/18
• 代理公司: 北京祺和祺知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11501
• 代理人: 劉心蕾

本發(fā)明提出一種攪拌摩擦焊方法，用于第一金屬板和第二金屬板搭接焊接，其中，第一金屬板的硬度小于第二金屬板材質(zhì)的硬度，將攪拌頭的軸肩和攪拌針壓入第一金屬板的上表面之下，第二金屬板的上表面之上；對攪拌頭施加壓力，使得攪拌針的下端面貼近并保持在第二金屬板的上表面之上。通過攪拌摩擦焊在硬度較小的上層金屬板表面摩擦產(chǎn)熱并加壓力，通過控制攪拌針與下層金屬板上表面的距離，使得上層板與下層板的上下結(jié)合面處產(chǎn)生金屬間化合物或者發(fā)生擴散或者既產(chǎn)生金屬間化合物又發(fā)生擴散，最后獲得焊縫成形美觀、接頭性能優(yōu)良的異種金屬的搭接接頭，焊接操作過程簡單，易于實現(xiàn)異種金屬搭接焊接的自動化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種攪拌摩擦焊方法，具體涉及一種用于異種金屬搭接的攪拌摩擦焊方法。

背景技術(shù)

攪拌摩擦焊作為一種固相連接技術(shù)，在連接異種鋁合金方面可以有效避免出現(xiàn)過多的金屬間化合物降低接頭性能的情況。目前，異種金屬搭接接頭正逐漸用于高速列車及汽車行業(yè)，特別是鋁鋼搭接接頭。由于，傳統(tǒng)的攪拌摩擦焊中，攪拌頭的材料一般選擇工具鋼制作，對于有一種材料硬度較高的異種金屬搭接接頭的焊接，例如鋁鋼搭接接頭，難以避免攪拌針的嚴重磨損甚至攪拌針的斷裂情況，并且在鋁鋼結(jié)合面位置會出現(xiàn)大量的金屬間化合物從而降低接頭的性能。

因此如何有效保證攪拌針的磨損小和接頭的成形及性能，是攪拌摩擦焊焊接異種接頭中亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種攪拌摩擦焊方法，具體涉及一種用于異種金屬搭接的攪拌摩擦焊方法，解決了攪拌針磨損嚴重、接頭成形差以及接頭性能低的問題。

本發(fā)明提出一種攪拌摩擦焊方法，用于第一金屬板和第二金屬板搭接焊接，其中，第一金屬板的硬度小于第二金屬板材質(zhì)的硬度，第一金屬板搭接于第二金屬板之上，其特征在于，所述方法包括：

將攪拌頭的攪拌針壓入第一金屬板的上表面之下，第二金屬板的上表面之上；

對攪拌頭施加壓力，使得攪拌針的下端面貼近并保持在第二金屬板的上表面之上；作為優(yōu)選，對所述攪拌頭施加一定的壓力為恒定壓力。

所述攪拌頭的軸肩緊密壓在所述第一金屬板的上表面上；或者，所述攪拌頭的部分地壓入到第一金屬板的上表面之下。

進一步，第一金屬板和第二金屬板的材質(zhì)滿足兩種材質(zhì)之間可生成金屬間化合物。

進一步，第一金屬板和第二金屬板分別為鋁和鋼、鋁和鈦、或鋁和銅。

進一步，攪拌頭的軸肩的直徑不超過第一金屬板和第二金屬板的搭接寬度，所述搭接寬度是指第一金屬板和第二金屬板沿搭接方向上的搭接尺寸。

進一步，攪拌針下端面距離第二金屬板的上表面距離h，其中0.05mm≤h≤0.2mm。

進一步，攪拌針為圓柱形、錐形或下端部膨大型。

進一步，還包括在第一金屬板和第二金屬板搭接之前進行預(yù)處理：

清理干凈第一金屬板和第二金屬板表面及焊接操作臺周圍；

使用機械打磨或堿液腐蝕的方式去除所述金屬板表面的氧化物；

并使用酒精或丙酮擦拭金屬板表面去除殘留的油污。

進一步，選取的焊接參數(shù)的范圍為：焊接速度100-1000mm/min，轉(zhuǎn)速100-2000r/min，傾斜角度0.5°-5°。