一种能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的方法及装置制造方法及图纸

一种能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的方法及装置，其特征是在搅拌摩擦焊接用垫板上与焊缝相对位置处设置若干热源点，该热源点利用高频感应线圈加热产生热量，使热源点产生的热源与搅拌摩擦焊接过程产生的热量相匹配，并使该热量维持到整个焊接过程结束，降低搅拌头焊接区域与已焊接区域之间的温度梯度，在焊接完成后，控制热源的产热量，使焊接板材保温，达到消除接头内的机械残余应力，减少、消除焊接接头的残余应力。本发明专利技术能够有效的降低/消除FSW接头内残余应力，提高板材FSW接头质量和生产效率，降低了生产成本。

Method and device for reducing residual stress of friction stir welding plate

One can reduce the friction stir welding method and device of plate and residual stress, which is set to the number of hot spots in the friction stir welding pad on the position relative to the weld, the heat source heat generated by high frequency induction heating coil, heat generating heat generated by friction stir welding process and heat matching and, the heat to maintain the whole welding process is completed, the welding area and has reduced the stirring head welding temperature gradient between regions, after completion of welding in control of heat source heat production, the welding plate insulation, to eliminate ground mechanical residual stress in the head, to reduce and eliminate the residual stress of welded joints. The invention can effectively reduce / eliminate the residual stress in the FSW joint, improve the quality of the FSW joint and the production efficiency of the sheet metal, and reduce the production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的方法及装置
本专利技术涉及一种搅拌摩擦焊接使用的装置，尤其是一种能降低/消除搅拌摩擦焊接板材残余应力的装置，具体地说是一种在搅拌摩擦焊中使用的垫板，通过该垫板的使用能够降低/消除搅拌摩擦焊接板材残余应力。
技术介绍
搅拌摩擦焊（FSW）是1991年由英国焊接研究所（TheWeldingInstitute,TWI）专利技术的（US5460317）一种新型固相连接技术，该技术的原理是利用搅拌头与材料的强烈摩擦和对软化材料的搅拌作用，使焊缝连接区处于热塑性状态并使其趋于熔化、混合，随着搅拌头向前行进，在搅拌头的后方形成焊缝，完成固相连接。搅拌摩擦焊过程中，板材温度分布不均匀导致材料热变形的产生；搅拌头的机械作用导致板材塑性变形产生，所以在FSW过程中板材内存在很大的残余应力。板材残余应力的存在极大降低了接头的抗疲劳性能和抗腐蚀性能。为了降低接头的残余应力，专利技术专利“搅拌摩擦焊接表面残余应力控制方法及装置”（专利公开号：CN101774079B）涉及一种跟随搅拌头移动的保温箱，对处于焊接后的焊缝及母材进行保温，随即进入进行随炉冷却，以此达到降低搅拌摩擦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的方法，其特征是在搅拌摩擦焊接用垫板上与焊缝相对位置处设置若干热源点，该热源点利用高频感应线圈加热产生热量，使热源点产生的热源与搅拌摩擦焊接过程产生的热量相匹配，并使该热量维持到整个焊接过程结束，降低搅拌头焊接区域与已焊接区域之间的温度梯度，在焊接完成后，控制热源的产热量，使焊接板材保温，达到消除接头内的机械残余应力，减少、消除焊接接头的残余应力。

【技术特征摘要】
1.一种能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的方法，其特征是在搅拌摩擦焊接用垫板上与焊缝相对位置处设置若干热源点，该热源点利用高频感应线圈加热产生热量，使热源点产生的热源与搅拌摩擦焊接过程产生的热量相匹配，并使该热量维持到整个焊接过程结束，降低搅拌头焊接区域与已焊接区域之间的温度梯度，在焊接完成后，控制热源的产热量，使焊接板材保温，达到消除接头内的机械残余应力，减少、消除焊接接头的残余应力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的热源点的热量来源于高频感应线圈加热铁芯产生热量的传导，通过控制器控制所述的高频感应加热器线圈把铁芯从室温(20℃)加热到500℃所需时间为15s。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的垫板上开有与热源点数量相同的槽，槽的一端为垫板边缘，另一端为高频感应加热器线圈大小相适应的圆弧，圆弧中心位于热源点正下方，在开槽时以圆弧中心为圆点保留直径与线圈大小和板材厚度相适应圆柱体作为加热铁芯使用；高频感应加热器线圈安装在槽内，高频感应加热器线圈的尺寸与加热要求相关，高频感应加热器线圈由通冷却水的铜管绕制而成，高频感应加热器线圈与控制箱连接；在槽外侧放置红外测温仪测量高频感应线圈加热温度，测温点位于圆柱体距离垫板表面1-10mm处。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的垫板为钢板、钛合金板、钨合金板或钼合金板;所述的高频感应加热线圈的尺寸与加热要求相关，直径为25mm-100mm，通冷却水的铜管的外径为10mm-30mm，内径为5mm-15mm，高频感应加热线圈与控制箱连接。5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的热源点的直径大小由搅拌头的大小决定，半径范围为0.1mm-100mm；热源点的数量由需要焊接板材的长度决定，范围为1-100个...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓永芳，杨斌，汪航，谢伟滨，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西,36