An auxiliary heat source composite biaxial friction stir welding needle free dynamic method, the positive and negative electrode dynamic clamping head and the guide wheel to preload welding workpiece clamping, provide high current density to the welding workpiece through the DC switching power supply, with the joint metal workpiece preheating; high speed stirring head rotary press seams on both sides, positive pressure is applied to the joint metal through the shoulder joint, the metal material softening; high-speed rotation of the stirring head to metal joint in friction stir up the plasticizing effect, while using ultrasonic vibrator of plasticized metal micro forging processing; welding workpiece with the welding station along the direction to move forward to the joint movement, plasticized metal in the mixing head and the squeezing effect, continue to fill into the cavity formed by the mixing head movement The invention can reduce the abrasion of the stirring head, increase the welding thickness, increase the welding speed and reduce the welding defects.
【技术实现步骤摘要】
一种热源辅助复合式双轴无针动态搅拌摩擦焊接方法
本专利技术属于搅拌摩擦焊接与成形
,具体涉及一种热源辅助复合式双轴无针动态搅拌摩擦焊接方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊(FSW)是一项固相焊接技术,最初用于低熔点金属(如铝合金和镁合金等)的连接,由于在FSW过程中没有材料的熔化,所以该技术可避免传统熔化焊中常见的裂纹、气孔和变形等问题,并且对操作和设备要求较低。虽然对搅拌摩擦焊技术的研究已越来越深入,但该技术仍存在不足之处。搅拌摩擦焊接主要通过搅拌头对工件的搅拌,依靠摩擦生热使工件接缝周围的金属被加热到塑性状态实现工件的连接,焊接过程需要通过搅拌头施加较大的压紧力和搅拌头向前运动的力。因此,在搅拌摩擦焊特殊的高温环境下,焊接熔点较高的金属材料时,搅拌头磨损较为严重且设备一般比较笨重和复杂。另外,焊接熔点高、厚度大的材料时,焊接速度往往较低。焊接时,待焊工件需要刚性固定,对设备装夹要求较高,焊缝的背面需要加垫板进行刚性支撑,焊后获得的焊缝末端会形成匙孔缺陷。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种热源辅助复合式双轴无针动态搅拌摩擦焊接方法,可以使焊接作用力减小,减轻搅拌头的磨损,极大的延长搅拌头的寿命;简化焊接设备和夹具安装要求,实现大厚度工件的搅拌摩擦焊接,提高焊接速率,减少焊接缺陷,避免焊后形成匙孔,提高焊接接头的强度。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种热源辅助复合式双轴无针动态搅拌摩擦焊接方法,包括以下步骤:1)待焊工件的装夹:将第一待焊工件1和第二待焊工件2通过负极动态夹持头3、正极动态夹持头4、第一导向预 ...
【技术保护点】
一种热源辅助复合式双轴无针动态搅拌摩擦焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:1)待焊工件的装夹:将第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)通过负极动态夹持头(3)、正极动态夹持头(4)、第一导向预紧轮(5)和第二导向预紧轮(6)装夹固定在焊接工作台上,使第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)只能随焊接工作台沿接缝方向移动;第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)之间为无间隙对接,第一导向预紧轮(5)和第二导向预紧轮(6)需要进行绝缘处理;2)待焊工件的预热:正极夹持头(4)、第二待焊工件(2)、第一待焊工件(1)、负极夹持头(3)通过导线(11)和直流开关电源(10)连接形成闭合电流回路,直流开关电源(10)上电,电流流过待焊工件内部产生电阻热,使第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)接缝处的金属材料软化,直流开关电源(10)提供500~3000A的电流,电压为3~20V;3)搅拌摩擦焊接:高速旋转的第一搅拌头(7)和第二搅拌头(8)分别压入第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)接缝的两侧,压入深度为0.1~1mm,使接缝处的金属组织在轴肩(a)和叶片状刀刃(c)的搅拌摩擦作用下达到塑化状态 ...
【技术特征摘要】
1.一种热源辅助复合式双轴无针动态搅拌摩擦焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:1)待焊工件的装夹:将第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)通过负极动态夹持头(3)、正极动态夹持头(4)、第一导向预紧轮(5)和第二导向预紧轮(6)装夹固定在焊接工作台上,使第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)只能随焊接工作台沿接缝方向移动;第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)之间为无间隙对接,第一导向预紧轮(5)和第二导向预紧轮(6)需要进行绝缘处理;2)待焊工件的预热:正极夹持头(4)、第二待焊工件(2)、第一待焊工件(1)、负极夹持头(3)通过导线(11)和直流开关电源(10)连接形成闭合电流回路,直流开关电源(10)上电,电流流过待焊工件内部产生电阻热,使第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)接缝处的金属材料软化,直流开关电源(10)提供500~3000A的电流,电压为3~20V;3)搅拌摩擦焊接:高速旋转的第一搅拌头(7)和第二搅拌头(8)分别压入第一待焊工件(1)和第二待焊工件(2)接缝的两侧,压入深度为0.1~1mm,使接缝处的金属组织在轴肩(a)和叶片状刀刃(c)的搅拌摩擦作用下达到塑化状态,第一搅拌头(7)和第二搅拌头(8)的转速为500~2000转/分钟;同时,第一搅拌头(7)和第二搅拌头(8)上连接的超声波激振器(9)打开,沿第一搅拌头(7)和...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵升吨,张鹏,李靖祥,赵永强,董朋,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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