基于混合表面纳米化处理的搅拌摩擦焊方法技术

本发明专利技术提供了一种基于表面纳米化处理的搅拌摩擦焊方法，首先对待焊基材表面进行研磨、抛光；然后进行超音速微粒轰击表面纳米化处理，在待焊基材表面形成一层厚度不低于50μm的纳米层，表面纳米晶粒的平均尺寸不大于50nm；对待焊基材表面进行表面机械滚压；用丙酮去除待焊基材表面油污，然后进行搅拌摩擦焊；焊接结束后铲掉接头上表面的飞边，并将过渡区域打磨光滑；最后对搅拌摩擦焊接接头表面进行表面机械滚压。本发明专利技术能够在搅拌摩擦焊焊缝中形成纳米层区，提高焊缝中热机影响区等薄弱环节的性能，大幅降低焊接接头表面粗糙度，达到提高焊接接头综合性能的目的，进一步扩展表面纳米化技术在搅拌摩擦焊领域的工业化应用。

Friction stir welding method based on mixed surface nanocrystallization

The present invention provides a friction stir welding method based on surface nanocrystallization, first of all to the welding substrate surface grinding and polishing; then the supersonic particles bombarding the surface nanocrystallization, forming nano layer thickness of not less than 50 m in the welding surface of the substrate, the average size of the nanometer grain surface is not greater than 50nm treated by surface mechanical roll welding; substrate surface; removal to the oil surface substrate with acetone and then welding, friction stir welding; welding joint after the shovel on the upper surface of the flash, and the transition zone is polished; the welding surface mechanical joint surface rolling friction stir. The invention is capable of forming nano layer in friction stir welding seam, improve the properties of the weak links in the weld TMAZ, greatly reduce the welding joint surface roughness, to improve the comprehensive performance of the welding joint, to further expand the surface of nanometer technology in the industrial application of friction stir welding field.

【技术实现步骤摘要】
基于混合表面纳米化处理的搅拌摩擦焊方法
本专利技术涉及一种搅拌摩擦焊方法，用于金属材料的高质量焊接。
技术介绍
搅拌摩擦焊是英国焊接研究所专利技术的一种固相连接新工艺技术，可有效避免传统熔化焊产生的气孔和裂纹等各种缺陷，具有节能环保、连接温度低、焊后残余应力小以及接头性能高等一系列优点，可实现传统认为不可焊的高强铝合金(如2×××系和7×××系铝合金)的高质量焊接，装置示意图如图1。自专利技术起便受到了广泛的关注，是世界焊接技术发展史上自专利技术到工业应用时间跨度最短的连接技术，被誉为继激光焊后“焊接史上的第二次革命”，在航空航天、船舶、汽车等领域的焊接方面具有广阔的应用前景。其工作原理是一个带有轴肩和搅拌针的焊接工具高速旋转并将搅拌针挤入对接板材的接缝处，直至轴肩与工件紧密接触，在摩擦热和搅拌针挤压的作用下，材料发生软化，搅拌针的搅动作用使接缝两侧的材料产生塑性流变和混合，通过焊接工具的前移形成密实无缺陷的焊缝。金属材料经过搅拌摩擦焊后，焊缝在搅拌摩擦产生的高温热循环作用下，强化相会发生粗化或回溶，导致焊缝的热机影响区成为焊接接头的薄弱环节，在硬度、屈服强度、抗拉强度、应力作用下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混合表面纳米化处理的搅拌摩擦焊方法，其特征在于包括下述步骤：对待焊基材表面进行研磨、抛光；然后进行超音速微粒轰击表面纳米化处理，在待焊基材表面形成一层厚度不低于50μm的纳米层，表面纳米晶粒的平均尺寸不大于50nm；对待焊基材表面进行表面机械滚压；用丙酮去除待焊基材表面油污，然后进行搅拌摩擦焊；焊接结束后铲掉接头上表面的飞边，并将过渡区域打磨光滑；最后对搅拌摩擦焊接接头表面进行表面机械滚压。

【技术特征摘要】
1.一种基于混合表面纳米化处理的搅拌摩擦焊方法，其特征在于包括下述步骤：对待焊基材表面进行研磨、抛光；然后进行超音速微粒轰击表面纳米化处理，在待焊基材表面形成一层厚度不低于50μm的纳米层，表面纳米晶粒的平均尺寸不大于50nm；对待焊基材表面进行表面机械滚压；用丙酮去除待焊基材表面油污，然后进行搅拌摩擦焊；焊接结束后铲掉接头上表面的飞边，并将过渡区域打磨光滑；最后对搅拌摩擦焊接接头表面进行表面机械滚压。2.根据权利要求1所述的基于混合表面纳米化处理的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述的超音速微粒轰击表面纳米化处理的弹丸材质为不锈钢S110、SiO2、BN或WC，弹丸直径为0.05～0.5mm，喷射角为60°～90°，工作气压为0.1～0.53MPa，气流速率为340～1200m/s，喷射距离为10～300mm，喷射时间为0.1～300min。3.根据权利要求1所述的基于混合表面纳米化处理的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述的搅拌摩擦焊分预焊和正式焊，预焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建海，裴永泉，何祯鑫，张玉祥，葛利玲，陈家照，张有宏，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61