一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接方法及装置，它解决了现有技术中钢铁、镍基合金、钛合金等高熔点材料搅拌摩擦焊接成本高、搅拌头寿命低的问题，使待焊区域达到半固态或超塑性状态，可大幅度降低高熔点材料的流变抗力、降低焊接力矩、降低对搅拌头性能的要求，进而降低搅拌头磨损、提高搅拌针寿命。其技术方案为：一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接装置，包括用于焊接的搅拌头，搅拌头旋转插入工件对接或搭接焊缝中且搅拌头可移动；用于向工件提供热量在工件表面形成附加热源加热区域的附加热源部件，附加热源部件设于搅拌头的前方，且距离搅拌头设定距离；气体保护装置，气体保护装置位于附加热源加热区域侧上方和/或搅拌头前方。

Auxiliary heat source auxiliary stirring friction welding method and device

The invention discloses an additional heat source assisted friction stir welding method and device, which solves the problem of iron and steel, nickel alloy and titanium alloy with high melting point of friction stir welding of high cost, low life stirring head problem, the areas to be welded to semi-solid or super plastic state, can be greatly reduced flow resistance, high melting point materials to reduce welding torque, reduce the mixing head performance requirements, thereby reducing the stirring head wear, improve the pin life. The technical proposal is that an additional heat source assisted friction stir welding device for welding, including mixing head, rotating the workpiece into the butt or lap weld and the stirring head can be used to provide heat to the workpiece moving; additional heat source components additional heat source heating area is formed on the surface of the workpiece, additional heat source element is arranged in front of the pin, and the distance between the mixing head set distance; gas protection device, gas protection device is positioned above the additional heating area side and / or stirring head ahead.

【技术实现步骤摘要】
一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接方法及装置
本专利技术涉及焊接领域，特别是涉及一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接方法及装置。
技术介绍
搅拌摩擦焊(FrictionStirWelding，简称FSW)是英国焊接研究所(TheWeldingInstitute)于1991年专利技术的一种固相焊焊接技术。与传统熔焊相比，搅拌摩擦焊接具有接头缺陷少、质量高、变形小，以及焊接过程绿色、无污染等显著优点，在航空、航天、船舶、核工业、兵器工业、交通运输等工业制造领域具有广阔的应用前景。搅拌摩擦焊是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源，由一个柱状或者带有螺纹等其他形状的搅拌针伸入工件的待焊部位，通过搅拌针的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦产热，进而使连接部位的材料升温达到高温塑性状态。在焊接过程中，旋转搅拌头(主要为轴肩)与工件表面摩擦产热，使搅拌头前进侧的材料发生强塑性变形，随着搅拌头的移动，高温塑性变形的材料产生塑性流动，流向搅拌头后方空腔，在轴间压力下形成完整焊缝。搅拌摩擦焊工艺是自激光焊接问世以来最引人注目的焊接方法，主要用于焊接低熔点的材料，比如铝合金、镁合金等。它的出现使铝合金等有色金属的连接发生重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，包括：用于焊接的搅拌头，搅拌头旋转插入工件对接或搭接焊缝中且搅拌头可移动；用于向工件提供热量在工件表面形成附加热源加热区域的附加热源部件，附加热源部件设于搅拌头的前方，且距离搅拌头设定距离，附加热源部件与工件上表面的夹角为α，30°≤α≤90°；气体保护装置，气体保护装置位于附加热源加热区域侧上方和/或搅拌头前方，用于对焊接区域通入保护气体。

【技术特征摘要】
1.一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，包括：用于焊接的搅拌头，搅拌头旋转插入工件对接或搭接焊缝中且搅拌头可移动；用于向工件提供热量在工件表面形成附加热源加热区域的附加热源部件，附加热源部件设于搅拌头的前方，且距离搅拌头设定距离，附加热源部件与工件上表面的夹角为α，30°≤α≤90°；气体保护装置，气体保护装置位于附加热源加热区域侧上方和/或搅拌头前方，用于对焊接区域通入保护气体。2.根据权利要求1所述的一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述保护气体为氮气或氩气或氦气或二氧化碳或氢气或氩气与氦气的混合气或二氧化碳气体与氩气的混合气、或二氧化碳气体与氦气的混合气或氢气与氩气的混合气。3.根据权利要求1所述的一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述气体保护装置包括气体保护喷嘴，气体保护喷嘴轴向与工件上表面的夹角为β，0°≤β≤90°。4.根据权利要求1所述的一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述搅拌头的轴肩直径为1mm～100mm。5.根据权利要求1所述的一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述附加热源部件通过刚性连接件与所述的搅拌头的夹持机构连接，实现搅拌头与附加热源部件的运动同步。6.根据权利要求1所述的一种附加热源辅助搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述附加热源部件提供的附加热源是激光和/或电弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦国梁，江海红，敖志勇，周军，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37