[發明專利]一種凹型焊縫的攪拌摩擦焊方法

有效

• 申請號: 202110331173.1
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113275734B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 張洪濤;張雨浪;郭紹華;黃智勇;王翀;王文全;趙清清;岳衛華;胡凱旗
• 申請（專利權）人: 陜西飛機工業有限責任公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 貴州國防工業專利中心 52001
• 代理人: 符津銘

本發明屬于攪拌摩擦焊在航空制造技術領域，具體涉及一種凹型焊縫的攪拌摩擦焊方法，所述工藝流程包括增加焊接工藝余量、焊接和切除焊接工藝余量等步驟，克服了現有技術存在的不足，提供了一種去除凹型焊縫中每段焊縫尾孔和不同厚度焊縫結合處存在未焊處的工藝。本工藝滿足零件對強度、質量和美觀要求，有利于攪拌摩擦焊在航空制造領域的廣泛應用。本發明特別適用于難裝夾和搬運的大型零件。本發明簡單實用、易操作、不增加零件加工的經濟成本，可實現攪拌摩擦焊技術在凹型焊縫的工程應用，滿足零件生產對強度、質量和美觀要求，有利于攪拌摩擦焊在航空制造領域的廣泛應用。

技術領域

本發明屬于攪拌摩擦焊在航空制造領域的工程應用，涉及到一種凹型焊縫 的攪拌摩擦焊方法。

背景技術

凹型焊縫由三段焊縫依次相連構成，其中三段焊縫的下表面處在同一平面， 焊縫的上表面為兩邊高中間低，即第一段和第三段焊縫厚度大于第二段焊縫厚 度。如圖1所示。采用攪拌摩擦焊接時，由于攪拌針長度是固定的，一種規格 的攪拌頭只能焊接一種厚度的焊縫，不同厚度焊縫需采用多種規格攪拌頭分別 對不同厚度焊縫進行攪拌摩擦焊接。在已經公開的專利技術中(公開號 CN103659015B)雖然提出了四段分段跳焊法，該焊接方法僅適用于平面焊縫的 焊接，對于凹型焊縫可該焊接工藝方法存在以下不足：1.在每種厚度焊縫結束 的尾部留有尾孔，影響焊縫的強度和美觀；2.由于軸間直徑大于攪拌針直徑， 在相鄰不同厚度焊縫結合處存在未焊處。以上不足均影響攪拌摩擦焊在航空制 造領域的廣泛應用。

發明內容

1.解決的技術問題

本發明提供了一種凹型焊縫的攪拌摩擦焊方法，克服了現有技術存在的不 足，提供了一種去除凹型焊縫中每段焊縫尾孔和不同厚度焊縫結合處存在未焊 處的工藝。本工藝滿足零件對強度、質量和美觀要求，有利于攪拌摩擦焊在航 空制造領域的廣泛應用。

2.技術方案

本發明提出了一種凹型焊縫的攪拌摩擦焊方法，所述方法通過焊前在焊縫 上保留焊接工藝余量，以焊接工藝余量為起焊點或收焊點，焊接從起點至終點 分為三段，按照順序依次對第一段、第二段和第三段焊縫進行焊接；第一段焊 縫焊后，用銑刀銑削掉該厚度焊縫兩端保留的焊接工藝余量；然后以第一段焊 縫的尾孔為起焊點、以距離第二段的焊接工藝余量一定距離為終點，進行第二 段焊縫焊接；其次，在第二段焊縫的尾孔處裝配預置工藝余量，以預置工藝余 量為起點、以第三段焊縫工藝余量為終點，進行第三段焊縫焊接；最后，銑刀 銑削掉該厚度焊縫兩端焊接工藝余量。

優選的，上述焊接方法中，可通過設計異性長方體結構作為預置工藝余量， 所述異性長方體結構最大面上還設有一圓柱體，所述圓柱體直徑大于第二段焊 縫尾孔直徑，圓柱體高度等于第二段焊縫的厚度。

優選的，在零件進行機械加工時，在每段焊縫兩端保留焊接工藝余量，焊 接工藝余量結構形狀長方體，該工藝余量的長、寬、高分別為a、b、c；焊接 從起點至終點依次定義焊縫上保留焊接工藝余量為第一至第四焊接工藝余量， 工藝余量處所對應的焊接點依次為A、B、C、D點；其中，第一焊接工藝余量和 第四焊接工藝余量是凹型焊縫在焊縫兩端的延伸，兩處工藝余量長度均大于所 用攪拌頭軸間直徑，兩處工藝余量寬度均大于所用攪拌頭軸間直徑的一半，兩 處工藝余量厚度均與焊縫兩端厚度相同。

優選的，第二焊接工藝余量、第三焊接工藝余量為厚焊縫在薄焊縫上的延 伸，工藝余量長度大于所用攪拌頭軸間直徑，工藝余量寬度大于所用攪拌頭軸 間直徑的一半，工藝余量厚度為厚焊縫與薄焊縫的厚度差。

優選的，所述焊接工藝流程依次為：裝夾→焊前清理焊縫→AB段焊縫焊接 →AB段切除焊接工藝余量→BC段焊縫焊接→預置工藝余量加工與裝配→CD段 焊縫焊接→CD段切除焊接工藝余量。

焊接工藝中，裝夾時，將零件在上下、左右、前后方向壓實頂緊，保證在 焊接過程中零件不會發生移動，總裝完成后保持焊縫處有開闊的空間，防止焊 接過程中焊機機頭和工裝發生碰撞。