一种薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法技术

一种用于薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法，其工序为：第一步，将被焊板材上表面及对接面、盖板上下表面氧化层清理干净，并将被焊板材对接装配；第二步，将同种材料的盖板盖在被焊板材对接焊缝上，盖板的厚度(t1)与被焊板材厚度(t2)累加值(t)在2～5mm之间，盖板宽度大于搅拌头轴肩直径，盖板长度等于被焊板材长度；第三步，选取焊接用搅拌头，要求搅拌头针长等于(t1+t2)‑(0.1～0.2)，选取适当焊接参数进行焊接；第四步，将盖板通过机加工的方式去除至于被焊母材平齐。与传统的搅拌摩擦焊相比，可以实现超薄板的搅拌摩擦焊接，完全避免了搅拌摩擦存在的焊缝减薄问题，焊缝外观平整，焊后变形小，接头连接质量可靠。

Stirring friction welding method for thin plate and ultrathin plate

A method for friction stir welding of thin plate and thin plate, the process is the first step, will be on the plate surface and the welding butt joint surface, the cover under the oxide layer on the surface of clean, and will be welded plate assembly; the second step, will cover the same material cover was welding plate butt weld. Cover thickness (T1) and welded plate thickness (T2) accumulated value (T) between 2 ~ 5mm, the cover plate width is greater than the stirring head shoulder diameter, cover length is equal to the length of plate welding; the third step, selection of welding by mixing head requirements of the mixing length equal to scalp acupuncture (t1+t2) (from 0.1 to 0.2), select the proper welding welding parameters; the fourth step, the cover by machining way for the removal of materials to be welded flush. Compared with the traditional friction stir welding, can realize friction stir welding thin plate, completely avoid the friction stir weld are thinning, weld appearance and small deformation after welding, the joint quality and reliable connection.

【技术实现步骤摘要】
一种薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法
本专利技术属于焊接领域，涉及一种适用于薄板或超薄板的焊接方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊是一种新型的固相连接技术，其原理在于被焊材料在搅拌头的高速旋转摩擦产热和轴向挤压的共同作用下塑性流动、对接面被打碎而形成的一种固相连接。相比于传统的熔化焊接方法，搅拌摩擦焊具有热输入、焊接变形小，力学性能优异等特点。特别适用于低熔点材料，如铝、镁合金的焊接。随着科技发展进步，航空航天、汽车、船舶行业对节能减排和轻量化的要求也越来越高，采用轻质材料或薄板材料替代钢铁材料和厚板成为了一种发展趋势，因此薄板的焊接技术逐渐成为了焊接领域的研究新热点。薄板传统的熔焊方法焊后变形大，矫形困难，而搅拌摩擦焊存在固有的焊缝减薄问题，难以实现薄板或超薄板的焊接。因而急需寻找一种适用于薄板或超薄板的连接技术。
技术实现思路
本专利技术针对薄板及超薄板的焊接问题，提供了一种适用于薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法。本专利技术时通过以下技术方案实现的。一种适用于薄板及超薄板搅拌摩擦焊接方法，包括如下步骤：第一步，将被焊板材的上表面、对接面以及盖板的上下表面氧化膜、油污等清理干净，将被焊板材呈Ⅰ型装配，夹紧固定在焊接垫板上。第二步，将盖板中心对齐被焊板材对接处，用压条将盖板压紧固定在被焊板材上。第三步，选取搅拌头针长度略小于叠加板厚的搅拌头进行施焊；第四步，将盖板去除至焊缝位置与两侧母材位置厚度相同。所述第一步中要求盖板材料与被焊板材材料相同，焊前用酒精或丙酮将盖板下面及被焊板材上表面擦拭干净，盖板厚度与被焊板材厚度加和在2～5mm之间，优选地3mm。所述第二步中要求盖板与被焊板材贴实，不允许有超过0.1mm的间隙，搅拌头中心线与焊缝中心线的偏离不大于0.3mm。所述第三步中选取合适搅拌头、确定焊接参数，搅拌头中心沿被焊板材对接面进行焊接。通过搅拌头轴肩与盖板的主要摩擦产热使被焊材料塑化、破坏对接面形成有效连接。消除了搅拌摩擦焊在被焊板材上的减薄问题。搅拌头的轴肩要求小于盖板宽度，搅拌针长度等于被焊板材与盖板累加厚度减去0.1～0.2mm。所述第四步中焊接完成后将上层的盖板通过机加工的方式去除。本专利技术提供的薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法，与现有技术相比，其优点在于：一、通过增加盖板来解决薄板及超薄板搅拌摩擦焊的焊缝减薄问题，具有焊接热输入小，焊后变形小，接头强度高等优点。二、本专利技术提出的薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法具备操作简单，适应性强等特点。本专利技术可以有效的解决薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接问题。附图说明图1为本专利技术薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法示意图：图中：1为搅拌头、2为盖板、3为被焊板材。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例提供的一种适用于薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法，包括如下步骤：第一步，将被焊板材3的上表面、对接面以及盖板2的上下表面氧化膜、油污等清理干净，将被焊板材呈Ⅰ型装配，夹紧固定在焊接垫板上。第二步，将盖板2中心对齐被焊板材3对接处，用压条将盖板压紧固定在被焊板材上。第三步，选取合适搅拌头1、确定焊接参数，搅拌头中心沿被焊板材对接面进行焊接。通过搅拌头轴肩与盖板的主要摩擦产热使被焊材料塑化、破坏对接面形成有效连接。消除了搅拌摩擦焊在被焊板材上的减薄问题。第四步，将盖板采用机加工的方式进行去除，去除至焊缝位置与两侧母材位置厚度相同。具体为：第一步，将被焊板材3的上表面、对接面以及盖板2的上下表面氧化膜、油污等清理干净，将被焊板材呈Ⅰ型装配，夹紧固定在焊接垫板上，盖板厚度与被焊板材厚度加和在2～5mm之间，优选地3mm。第二步，将盖板2中心对齐被焊板材3对接处，用压条将盖板压紧固定在被焊板材上，盖板与被焊板材贴实，不允许有超过0.1mm的间隙，搅拌头中心线与焊缝中心线的偏离不大于0.3mm。第三步，选取合适搅拌头1、确定焊接参数，搅拌头中心沿被焊板材对接面进行焊接。通过搅拌头轴肩与盖板的主要摩擦产热使被焊材料塑化、破坏对接面形成有效连接。消除了搅拌摩擦焊在被焊板材上的减薄问题。其中搅拌针长度等于被焊板材与盖板累加厚度减去0.1～0.2mm。第四步，将盖板采用机加工的方式进行去除，去除至焊缝位置与两侧母材位置厚度相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将被焊板材的上表面、对接面以及盖板的上下表面氧化膜、油污等清理干净，将被焊板材呈Ⅰ型装配，夹紧固定在焊接垫板上；2)在被焊板材上增加盖板，搅拌头轴肩不与被焊材料直接摩擦接触；3)选取搅拌头针长度略小于叠加板厚的搅拌头进行施焊；4)将盖板去除至于被焊板材平齐，完成薄板及超薄板的搅拌摩擦焊。

【技术特征摘要】
1.一种适用于薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将被焊板材的上表面、对接面以及盖板的上下表面氧化膜、油污等清理干净，将被焊板材呈Ⅰ型装配，夹紧固定在焊接垫板上；2)在被焊板材上增加盖板，搅拌头轴肩不与被焊材料直接摩擦接触；3)选取搅拌头针长度略小于叠加板厚的搅拌头进行施焊；4)将盖板去除至于被焊板材平齐，完成薄板及超薄板的搅拌摩擦焊。2.根据权利要求1所述一种适用于薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述步骤2)将盖板中心对齐被焊板材对接处，用压条将盖板压紧固定在被焊板材上。3.根据权利要求1所述一种适用于薄板及超薄板的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述盖板材料与被焊材料相同，长度等于被焊板材长度，宽度大于搅拌头轴肩直径，盖板厚度加被焊板材厚度在2～5mm之间，盖板中心与被焊板材对接面对齐。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志国，尹玉环，窦超，徐奎，封小松，
申请(专利权)人：上海航天设备制造总厂，
类型：发明
国别省市：上海,31