[發(fā)明專利]一種引出板攪拌摩擦焊接中缺陷消除的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011332098.2 | 申請日： | 2020-11-24 |
| 公開（公告）號： | CN112404695B | 公開（公告）日： | 2022-02-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 萬龍;劉景麟;黃體方;黃永憲 | 申請（專利權(quán)）人： | 昆山哈工萬洲焊接研究院有限公司 |
| 主分類號： | B23K20/26 | 分類號： | B23K20/26;B23K20/12 |
| 代理公司： | 北京君恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11466 | 代理人： | 王恒 |
| 地址： | 215300 江蘇省蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 引出 攪拌 摩擦 焊接 缺陷 消除 方法 | ||
本發(fā)明涉及攪拌摩擦焊接領(lǐng)域，更具體的說是一種引出板攪拌摩擦焊接中缺陷消除的方法。選擇和焊接板材同質(zhì)的材料作為引出板；焊縫進行連接，在焊接起始階段，將攪拌頭扎下后，停留一段時間，從而增加材料的塑形流動能力，便于接頭成形；當(dāng)攪拌頭到達引出板界面時，試件的對接面已完成連接，此時界面處會存在裂紋缺陷，后退側(cè)缺陷出現(xiàn)在加工試件內(nèi)；調(diào)整焊接方向，使得攪拌頭沿著引出板和母材的對接界面進行焊接，向后退側(cè)方向進行焊接，消除界面缺陷；由于焊接中主軸存在一定的傾角，沿著引出板和母材的界面進行焊接過程中，第二段焊縫的末端和第三段焊縫的起始位置不會出現(xiàn)缺陷。最終實現(xiàn)引出板與母材連接界面無缺陷焊接。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及攪拌摩擦焊接領(lǐng)域，更具體的說是一種引出板攪拌摩擦焊接中缺陷消除的方法。
背景技術(shù)
攪拌摩擦焊接作為一種固相連接技術(shù)，具有焊接溫度低、接頭變形小以及焊接過程綠色無污染的特點，已經(jīng)廣泛的用于航空航天、軌道交通以及船舶等制造領(lǐng)域。攪拌摩擦焊接通過攪拌頭對材料的攪拌與摩擦作用實現(xiàn)連接。然而，在焊縫末端，由于攪拌針回抽會在焊縫末端留下匙孔缺陷，匙孔的存在會嚴(yán)重降低接頭的承載能力，在交變載荷作用下容易發(fā)生斷裂。目前，針對避免匙孔的問題，學(xué)者提出多種方式。目前采用較多的方式為匙孔的修復(fù)，修復(fù)匙孔的過程是預(yù)先在匙孔內(nèi)部填料或使用可消耗的攪拌針，為了使填充材料與母材之間具有較好的連接效果，通常需要較大的焊接熱輸入。然而，較大的熱輸入會嚴(yán)重軟化匙孔周圍材料，降低接頭的承載能力。采用引出板的方式，將匙孔引出零件以外的位置可以達到較好的效果，且焊縫位置材料不會受到反復(fù)熱輸入的作用。然而，由于引出板與零件之間存在垂直于焊縫方向的界面，焊縫位置材料在攪拌頭作用下會發(fā)生遷移，使得連接界面會產(chǎn)生缺陷，在機械加工去除引出板時，會對原始焊縫產(chǎn)生一定的破壞。中國發(fā)明專利CN201610945925.2采用多個攪拌頭多次焊接的方式實現(xiàn)引出界面裂紋缺陷的消除。然而，多次焊接中會增加熱輸入，進而降低接頭的力學(xué)性能。
目前，中國發(fā)明專利采用多道焊接，多個攪拌頭的方式進行，頻繁的更換攪拌頭不利于增加生產(chǎn)效率，且多次焊接增加焊縫道數(shù)，反復(fù)的熱輸入會增加接頭的軟化程度，進而降低接頭的力學(xué)性能。采用修復(fù)的方式對匙孔進行填充會對焊縫產(chǎn)生二次熱輸入，會嚴(yán)重軟化接頭材料，降低接頭質(zhì)量。
采用引出板材消除匙孔的方式，在垂直于焊縫方向的母材與引出板連接界面處會因為界面的遷移產(chǎn)生缺陷，并且在機械加工去除引出板過程中，引出界面處的裂紋缺陷會使得焊縫末端產(chǎn)生一定的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種引出板攪拌摩擦焊接中缺陷消除的方法，其有益效果為本發(fā)明可以將匙孔引出母材。
本發(fā)明涉及攪拌摩擦焊接領(lǐng)域，更具體的說是一種引出板攪拌摩擦焊接中缺陷消除的方法，包括以下步驟：
步驟一：選擇和焊接板材同質(zhì)的材料作為引出板，通過機械加工的方式將引出板和試件相連接的表面進行處理，去掉連接界面的氧化層，并保證連接界面相互接觸；
步驟二：通過夾具將引出板和待焊接試件固定于工作臺上，從而保證引出板和待加工試件之間的精度；其中引出板位于待焊試件末端；
步驟三：在焊接起始階段，將攪拌頭扎下后，停留一段時間，從而增加材料的塑形流動能力，便于接頭成形；
步驟四：當(dāng)攪拌頭到達引出板界面時，試件的對接面已完成連接，此時界面處會存在裂紋缺陷，前進側(cè)缺陷出現(xiàn)在引出板上，后退側(cè)缺陷出現(xiàn)在加工試件內(nèi)；
步驟五：調(diào)整焊接方向，使得攪拌頭沿著引出板和母材的對接界面進行焊接，向第一段焊縫后退側(cè)方向進行焊接，使攪拌針對試板內(nèi)裂紋缺陷進行加工，在攪拌針的攪拌作用下，材料發(fā)生劇烈混合，裂紋缺陷消失；
步驟六：由于焊接中主軸存在一定的傾角，沿著引出板和母材的界面進行焊接，在第二段焊縫末端不會出現(xiàn)裂紋缺陷；再次改變焊接方向，焊接方向和第一段焊接方向相同；
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