一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料盒体的搅拌摩擦焊方法技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料盒体的搅拌摩擦焊方法，包括工件预处理，焊接前预处理及焊接作业等三步。本发明专利技术较传统焊接工艺，一方面焊接过程中盒体内部温度低，焊接接头热影响区显微组织变化小，残余应力低，焊接的盒体不变形，一次焊接可完成不同位置的焊接，从而极大的提高了焊接作业效率和质量；另一方面操作过程方便实现机械化与自动化、且能耗低、功效高、对作业环境要求低，无需添加焊丝，不需焊前除氧化膜，不需要保护气体，成本低；于此同时，焊接后的盒体剪切强度高，接头组织致密，能满足盒体的气密性要求，焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射。

Stirring friction welding method for silicon carbide particle reinforced aluminium matrix composite box body

The invention discloses a friction stir welding method of a silicon carbide particle reinforced aluminum matrix composite box body, comprising three steps such as workpiece pretreatment, pre welding pretreatment and welding operation, etc.. The present invention is better than the traditional welding process, a welding process temperature inside the box body is low, the heat affected zone of welded joint microstructure changes of small, low residual stress, the box body welding deformation, welding a welding can be done in different positions, thereby greatly improving the welding efficiency and quality of operation; on the other hand the operation process is convenient to realize mechanization and automation, and low energy consumption, high efficiency, low requirement of working environment, without the addition of welding wire, welding is not required before removing oxide film without protective gas, the cost is low; at the same time, the box shear strength after welding joint, compact structure, can meet the air tightness of the box the requirements of the welding process, safety, no pollution, no dust, no radiation.

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料盒体的搅拌摩擦焊方法
本专利技术为一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料盒体的搅拌摩擦焊方法，属于焊接作业

技术介绍
碳化硅颗粒增强铝基复合材料由于其具有一系列的优点，如比强度和比模量高、导热率高、热膨胀系数低、高温性能好、耐磨性好等，目前已广泛受到航空航天、武器装备、汽车、仪表电子等领域的青睐，具有广泛的应用前景。然而，由于复合材料中的增强相和基体铝合金之间的物理化学性能如熔点、热膨胀系数和晶体结构等差异巨大，使得碳化硅颗粒增强铝基复合材料的焊接比焊接单相材质要困难许多，尽管碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备和机械加工技术已相对成熟，但这种材料的连接问题，一直没有得到很好的解决，成为其广泛市场化应用的瓶颈难题。目前，针对碳化硅颗粒增强铝基复合材料焊接的研究包含了熔化焊、扩散焊和钎焊等，对碳化硅颗粒增强铝基复合材料搅拌摩擦焊虽有研究，但仅限于对接接头与搭接接头的研究。以有研究表明，在采用熔化焊进行碳化硅颗粒增强铝基复合材料焊接的过程中，存在焊缝成形差、SiC颗粒与铝合金基体之间存在脆性相Al4C3等缺陷；扩散焊限制构件的形状，且焊缝中间没有增强相SiC颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料盒体的搅拌摩擦焊方法，其特征在于，所述的碳化硅颗粒增强铝基复合材料盒体的搅拌摩擦焊方法包括：第一步，工件预处理，首先根据焊接作业需要，将与盒体侧壁进行焊接位置处的盖板进行铣削加工，使得盖板焊接位置处的厚度为盖板正常厚度的1/3—2/3，然后对盒体侧壁和盖板表面进行打磨处理，清除盒体侧壁和盖板表面的固体杂质和毛刺缺陷，然后由去离子对盒体侧壁和盖板进行清洗并冷风干燥后，最后通过夹具使盖板焊接接触位于与盒体焊接接触位置相抵，且盖板与盒体侧壁间相互垂直分布，并构成横截面呈“丅”字型的连接结构，其中盖板前端面超出盒体侧壁侧表面至少15毫米；第二步，焊接前预处理，完成第一步作...

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料盒体的搅拌摩擦焊方法，其特征在于，所述的碳化硅颗粒增强铝基复合材料盒体的搅拌摩擦焊方法包括：第一步，工件预处理，首先根据焊接作业需要，将与盒体侧壁进行焊接位置处的盖板进行铣削加工，使得盖板焊接位置处的厚度为盖板正常厚度的1/3—2/3，然后对盒体侧壁和盖板表面进行打磨处理，清除盒体侧壁和盖板表面的固体杂质和毛刺缺陷，然后由去离子对盒体侧壁和盖板进行清洗并冷风干燥后，最后通过夹具使盖板焊接接触位于与盒体焊接接触位置相抵，且盖板与盒体侧壁间相互垂直分布，并构成横截面呈“丅”字型的连接结构，其中盖板前端面超出盒体侧壁侧表面至少15毫米；第二步，焊接前预处理，完成第一步作业后，将搅拌摩擦焊接设备的搅拌头保持逆时针方向旋转，并在800—1200r/min的匀速转速条件下沿与盖板表面垂直方向压下，压下速度为0.5—0.7mm/min，并由搅拌头在盖板表面上形成深度不超过0.2mm的压痕；第三步，焊接作业，在完成第二步作业并延时0.1—1秒后，在保持搅拌头运行状态不变条件下，驱动搅拌头沿盖板与盒体侧壁间焊接位置匀速运动，运动速度为150—300mm/min，直至搅拌头匀速走完盖板与盒体侧壁间全部焊接位置后，将搅拌头提升，完成焊接作业。2.根据权利要求1所述的一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料盒体的搅拌摩擦焊方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高增，杜娟，李锦竹，王振江，吴亚辉，王鹏，牛济泰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41