A friction stir welding tool, the stirring head pin bottom has six spiral grooves; stationary shoulder and shoulder spring fixed block are connected through a shaft, fixed installed on the machine, stationary shoulder is provided with an electric heating device and a cooling medium passage, an electric heating device in close mixing head, a cooling medium passage outside the electric heating device. The friction stir welding tool repair key hole defects, the first to be repaired the keyhole into a cylindrical workpiece processing, and then use the different sizes of the mixing head, stationary shoulder and filling on cylindrical keyhole for filling and repairing. Compared with the existing technology, has the restoration area of refinement of grain size, metallurgical bonding and good mechanical properties, high strength, thickness reduction repair beneficial effect of thin, no material overflow, the phenomenon of stress concentration, by limiting the depth of defects and wide application range.
【技术实现步骤摘要】
一种搅拌摩擦焊工具和用该工具修复匙孔缺陷的方法
本专利技术涉及金属焊接,特别是一种搅拌摩擦焊工具和用该工具修复匙孔缺陷的方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊作为一种新型的固相焊接方法,具有焊接温度低、变形和残余应力小及焊接焊接接头质量高等优点,已被广泛应用于航空航天、高铁和船舶等领域。焊接过程中,一个由特殊设计的轴肩和搅拌头组成的搅拌摩擦焊焊具扎入金属构件内部,与金属构件摩擦产生摩擦热,使材料流动,实现待焊金属构件的连接。在搅拌摩擦焊接过程中,由于搅拌针的存在,在焊接接头的末端会出现匙孔缺陷,该匙孔缺陷会引起弱连接和应力集中效应,极大地降低焊接接头的力学性能,降低焊接质量,严重时甚至导致焊接金属构件报废。另外,对于现今大量应用于制造行业的铝合金和镁合金铸造件,在铸造过程中不可避免地会产生如气孔、疏松、裂纹等各种铸造缺陷,影响镁合金或铝合金铸造结构的质量,严重时也会导致铸件报废。此外,某些金属构件在使用过程中亦会产生各种缺陷,严重时同样得报废。针对上述产品因不同原因导致的缺陷而影响其质量和使用寿命的技术问题,为提高材料利用率、节省资源和能源,许多修复上述缺陷的方法和装置应运而生。目前修复上述体积型缺陷最好的方法就是将上述各种体积型缺陷先加工成为匙孔缺陷,然后采取搅拌摩擦焊修复匙孔缺陷。目前用搅拌摩擦焊修复匙孔缺陷,使用的搅拌摩擦焊焊具的搅拌头一般为传统搅拌头,其搅拌头轴肩表面(底面)为平面、带有同心圆形状的凹槽或内凹形轴肩。用这种搅拌头进行搅拌摩擦焊修复匙孔,工件表面易出现弧纹和飞边等,且不利于材料的良好转移,造成焊缝缺陷和表面质量降低。用这类搅拌摩擦焊焊具修复匙孔 ...
【技术保护点】
一种搅拌摩擦焊工具,包括搅拌头(1)和与搅拌头配合的静止轴肩(4);其特征在于:所述搅拌头的搅拌针(8)底面有六螺旋线凹槽(9);所述静止轴肩通过弹簧(3)与轴肩固定块(2)相接,轴肩固定块固定安装在焊机上,静止轴肩中设有电加热装置(5)和冷却介质通道(6),电加热装置在内,靠近搅拌头,冷却介质通道在电加热装置以外,静止轴肩的高度与搅拌头轴肩(7)高度相同。
【技术特征摘要】
1.一种搅拌摩擦焊工具,包括搅拌头(1)和与搅拌头配合的静止轴肩(4);其特征在于:所述搅拌头的搅拌针(8)底面有六螺旋线凹槽(9);所述静止轴肩通过弹簧(3)与轴肩固定块(2)相接,轴肩固定块固定安装在焊机上,静止轴肩中设有电加热装置(5)和冷却介质通道(6),电加热装置在内,靠近搅拌头,冷却介质通道在电加热装置以外,静止轴肩的高度与搅拌头轴肩(7)高度相同。2.用权利要求1所述搅拌摩擦焊工具修复匙孔缺陷的方法,包括以下步骤:步骤1、用手钻将待修复工件(10)的匙孔(11)加工成圆柱形;步骤2、将匙孔加工成圆柱形的工件水平放置在工作台上,并加以固定。步骤3、采取连续填充修复方式,根据匙孔的尺寸设计填充修复的级数;步骤4、然后按下述方法逐级进行填充修复:一级填充修复:选取直径与圆柱形匙孔直径相同、厚度为1~20mm的一级填充片(12)填入匙孔的下部;搅拌摩擦焊工具选用搅拌针直径小于一级填充片直径1mm或1mm以下的搅拌头和与之匹配的静止轴肩;将静止轴肩套在搅拌头上;然后使搅拌头以50~10000转/分的转速和0.1~10mm/分的速度向下扎入一级填充片中,扎入深度达到一级填充片厚度的10%—90%时,启动静止轴肩中的电加热装置,对靠近匙孔的工件材料进行加热,加热时间为1~20min;电加热装置开始加热1~200秒后向...
【专利技术属性】
技术研发人员:姬书得,孟祥晨,张利国,刘震磊,黄若飞,吕赞,
申请(专利权)人:沈阳航空航天大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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