[發(fā)明專利]一種塞入式匙孔修復攪拌摩擦焊方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210023946.4 | 申請日： | 2022-01-11 |
| 公開（公告）號： | CN114309916A | 公開（公告）日： | 2022-04-12 |
| 發(fā)明（設計）人： | 孫屹博;張媛;趙興;葛欣;鄒麗;楊鑫華 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連交通大學 |
| 主分類號： | B23K20/12 | 分類號： | B23K20/12;B23K20/26 |
| 代理公司： | 大連優(yōu)路智權(quán)專利代理事務所(普通合伙) 21249 | 代理人： | 尤理 |
| 地址： | 116000 遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 塞入 式匙孔 修復 攪拌 摩擦 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種塞入式匙孔修復攪拌摩擦焊方法，包括以下步驟：步驟一：將金屬板和聚合物板加工成需要的規(guī)格；步驟二：將金屬板與聚合物板上下搭接置于焊接臺上，并用夾具夾緊；步驟三：采用有針型攪拌頭，已指定的旋轉(zhuǎn)速度、焊接速度和第一軸肩下壓量開始對板材進行焊接；步驟四：焊接結(jié)束后，將匙孔填充物置于焊縫末端的匙孔中；步驟五：采用無針型攪拌頭，以指定的旋轉(zhuǎn)速度、焊接速度和第二軸肩下壓量開始對焊縫進行焊接修補；本發(fā)明通過在焊接后的匙孔處塞入與母材相同材質(zhì)的匙孔填充物，再使用無針型攪拌頭對匙孔處對已有焊縫進行再次焊接修補，提高了匙孔填補質(zhì)量，解決了焊縫和匙孔周圍出現(xiàn)飛邊和孔洞等問題。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及攪拌摩擦焊焊接領(lǐng)域，具體涉及一種塞入式匙孔修復攪拌摩擦焊方法。
背景技術(shù)
攪拌摩擦焊是由英國焊接研究所發(fā)明的一項新型固相連接焊接技術(shù)。攪拌摩擦焊具有接頭質(zhì)量高，焊縫不出現(xiàn)熱裂紋等缺陷的優(yōu)點；焊接成本低，無需保護氣體；與其他焊接技術(shù)相比，攪拌摩擦焊操作安全、無飛濺污染等，焊接過程中被焊件由于被剛性固定，焊后不易產(chǎn)生變形。目前，攪拌摩擦焊被廣泛應用于傳統(tǒng)焊難以焊接的同種或異種材料的連接，并廣泛應用于汽車、列車、造船和航空航天領(lǐng)域。鋁合金和聚合物異質(zhì)結(jié)構(gòu)是滿足結(jié)構(gòu)性能和輕量化設計的雙重標準。因其密度小、強度高、腐蝕性能好的特點，廣泛應用于航空航天、軌道交通和船舶制造等領(lǐng)域。
攪拌摩擦焊中由于攪拌針的存在，在完成焊接尾端處將留下一個與攪拌針形狀類似的匙孔。匙孔的存在會引起弱連接和應力集中效應，降低了焊縫的力學性能，也降低了焊縫的有效寬度。目前，攪拌摩擦焊匙孔修復的方法有：引出法、鉚接法、熔焊填補法、摩擦塞焊法和半消耗組合攪拌頭的填充式攪拌摩擦塞補焊法，引出法只是將匙孔的位置進行了轉(zhuǎn)移，并且造成了材料的損失；鉚接法屬于機械連接，工件之間較難密封；熔焊填補法工藝要求較高，焊接后易出現(xiàn)氣孔、裂紋、變形等缺陷；摩擦塞焊法需使用專門的摩擦塞焊設備，成本較高；半消耗組合攪拌頭的填充式攪拌摩擦塞補焊法需不斷更換攪拌頭中的消耗性針。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在匙孔填補質(zhì)量差、焊縫和匙孔周圍出現(xiàn)飛邊和孔洞的問題，本發(fā)明提供了一種塞入式匙孔修復攪拌摩擦焊方法。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種塞入式匙孔修復攪拌摩擦焊方法，包括以下步驟：
步驟一：將金屬板和聚合物板加工成需要的規(guī)格；
步驟二：將所述金屬板與聚合物板上下搭接置于焊接臺上，并用夾具夾緊；
步驟三：采用有針型攪拌頭，以指定的旋轉(zhuǎn)速度、焊接速度和第一軸肩下壓量開始對板材進行焊接；
步驟四：焊接結(jié)束后，將匙孔填充物置于焊縫末端的匙孔中，所述匙孔填充物分為兩部分，上部分為與所述金屬板材質(zhì)相同的圓盤，下部分為與所述聚合物板材質(zhì)相同的圓柱形棒，所述圓柱形棒用于插入匙孔中，所述圓盤的直徑大于圓柱形棒的直徑；
步驟五：采用無針型攪拌頭，以指定的旋轉(zhuǎn)速度、焊接速度和第二軸肩下壓量開始對焊縫進行焊接修補
進一步的，所述步驟三中，有針型攪拌頭的旋轉(zhuǎn)速度范圍為600-1500r/min，焊接速度范圍為30-500mm/min，第一軸肩壓量范圍為0.1mm-1mm。
進一步的，所述步驟三中，有針型攪拌頭的攪拌針形狀為圓柱形、圓錐形或帶螺紋圓錐形。
進一步的，所述步驟三和步驟五中有針型攪拌頭和無針型攪拌頭的焊接機頭傾角均為2°-5°，且均在匙孔處停留5s-20s。
進一步的，所述步驟四中，匙孔填充物上部分的圓盤上表面傾斜，下部分的圓柱形棒直徑小于匙孔直徑，且長度小于匙孔的軸向高度。
進一步的，所述步驟五中，無針型攪拌頭的旋轉(zhuǎn)速度范圍為600-1200r/min，焊接速度范圍為30-60mm/min，第二軸肩下壓量范圍為0.01mm-0.1mm。
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