[發(fā)明專利]基于摩擦柱塞焊的深孔結(jié)構(gòu)修復(fù)方法及應(yīng)用的塞棒

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110138237.6
• 申請(qǐng)日: 2021-02-01
• 公開（公告）號(hào): CN112916998A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝弘濱;何賓;崔雷;劉昱;折潔;王行濤;龔明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車工業(yè)研究院有限公司
• 主分類號(hào): B23K20/12
• 分類號(hào): B23K20/12;B23K20/24;B23P6/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 周琦

1.一種基于摩擦柱塞焊的深孔結(jié)構(gòu)修復(fù)方法，其特征在于，包括：

S1、去除待修復(fù)的深孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷，并加工成為用于固相填充的塞孔；

S2、獲取與所述塞孔輪廓相匹配的塞棒；

S3、固定所述待修復(fù)的深孔結(jié)構(gòu)，并將所述塞棒安裝于摩擦塞補(bǔ)焊設(shè)備的輸出端；

S4、所述塞棒在所述摩擦塞補(bǔ)焊設(shè)備的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)并下降進(jìn)入到所述塞孔內(nèi)部，所述塞棒的底面與所述塞孔的底部接觸并摩擦，隨著所述塞棒不斷向下進(jìn)給，塞棒接觸面不斷轉(zhuǎn)變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱塑性材料并填充于所述塞棒與所述塞孔之間，所述摩擦塞補(bǔ)焊設(shè)備停轉(zhuǎn)并持續(xù)向所述塞棒施加向下的頂鍛壓力從而形成固相連接的焊縫；

S5、清除塞棒及產(chǎn)生的飛邊，在所述焊縫的位置重新加工深孔結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于摩擦柱塞焊的深孔結(jié)構(gòu)修復(fù)方法，其特征在于，獲取的所述塞棒的尺寸滿足所述塞棒的側(cè)壁與所述塞孔的側(cè)壁之間為間隙配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于摩擦柱塞焊的深孔結(jié)構(gòu)修復(fù)方法，其特征在于，所述待修復(fù)的深孔結(jié)構(gòu)的材料為鋼材、鋁合金或鑄鐵。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于摩擦柱塞焊的深孔結(jié)構(gòu)修復(fù)方法，其特征在于，所述待修復(fù)的深孔結(jié)構(gòu)包括螺紋孔、銷孔或帶牙口的孔結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于摩擦柱塞焊的深孔結(jié)構(gòu)修復(fù)方法，其特征在于，所述待修復(fù)的深孔結(jié)構(gòu)深度取值范圍為20～150mm，直徑取值范圍為10～25mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于摩擦柱塞焊的深孔結(jié)構(gòu)修復(fù)方法，其特征在于，在步驟S4中，所述塞棒的旋轉(zhuǎn)速度為5000～8000rpm，所述塞棒接觸面消耗高度為5～20mm，頂鍛施壓過(guò)程時(shí)間為3～30秒，所述摩擦塞補(bǔ)焊設(shè)備在所述塞棒焊接時(shí)施加的壓力為20-60kN，施加于所述塞棒的頂鍛壓力為20～80kN。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于摩擦柱塞焊的深孔結(jié)構(gòu)修復(fù)方法，其特征在于，在步驟S3中，還包括采用尋邊器定位所述塞孔的軸心，并采用所述摩擦塞補(bǔ)焊設(shè)備驅(qū)動(dòng)所述塞棒使其與所述塞孔同軸心。

8.一種塞棒，其特征在于，所述塞棒應(yīng)用于根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的基于摩擦柱塞焊的深孔結(jié)構(gòu)修復(fù)方法，所述塞棒包括：

棒體，所述棒體的頂部構(gòu)造有用于所述摩擦塞補(bǔ)焊設(shè)備夾持的夾持部，所述棒體的中部構(gòu)造有過(guò)渡段，所述棒體的底部構(gòu)造有消耗段，且所述消耗段的直徑小于所述塞孔的內(nèi)徑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的塞棒，其特征在于，所述過(guò)渡段構(gòu)造為錐體，所述消耗段的端部構(gòu)造為圓臺(tái)狀。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的塞棒，其特征在于，所述消耗段的底部構(gòu)造有半徑小于3mm的過(guò)渡圓角。