A method to improve the mixing friction welding, weld thickness direction of the temperature gradient Aluminum Alloy thickness steps: in the back of weld workpiece, set the high frequency induction heating coil device, according to the workpiece thickness and welding heat input factor through regulating high frequency induction heating coil device of tank voltage, gate current, anode current and anode voltage for heating so, the back of the workpiece surface temperature within 2s to 50 to 150 DEG C; when welding, the mixing head and the induction coil at the same speed in the same direction simultaneously along the weld line movement of the workpiece, induction heating coil minimum region pin root projection area on the workpiece diameter, the maximum projection area on the workpiece mixing head the shaft shoulder diameter. The process of the invention has reasonable design, convenient operation, can control the temperature gradient in the weld thickness direction within 30 DEG C, effectively eliminate the weld root of the incomplete penetration, incomplete fusion and weak connection and other defects, improve the uniformity of the thickness of joint mechanical properties and improve the overall mechanical properties of joints.
【技术实现步骤摘要】
一种改善大厚度铝合金搅拌摩擦焊焊缝厚度方向温度梯度的方法
本专利技术属于焊接
,涉及一种提高大厚度铝合金搅拌摩擦焊接质量的工艺,尤其涉及一种改善大厚度铝合金搅拌摩擦焊焊缝厚度方向温度梯度的方法,应用范围属于焊接
技术介绍
搅拌摩擦焊在焊接20mm厚度以下铝合金具有明显优势,但对于25mm厚度以上铝合金材料,由于搅拌摩擦焊工艺本身的限制造成焊缝厚度方向存在很大的温度梯度,焊缝上表面由于搅拌头轴肩的摩擦作用温度最高,沿厚度方向向下温度逐渐降低,至焊缝下表面温度最低。而且随着被焊接铝合金材料的厚度增加这种温度差异越大,温度差值最高可达200℃。这种差异容易造成焊缝根部产生弱连接甚至是未熔合等焊接缺陷,影响焊接质量,接头力学性能沿厚度方向极不均匀,而且导致整体接头力学性能降低。如何改善厚板铝合金搅拌摩擦焊缝沿厚度方向的温度梯度,是保证大厚板铝合金接头沿厚度方向力学性能均匀性的必要条件。现有技术多为从焊缝正面预热,或者对焊接件进行整体加热,这些方法均不能有效改善大厚板铝合金搅拌摩擦焊存在的大梯度温度场,甚至使温度梯度更大。因此,需要找到一种能够提高焊缝背面温度的方法。电磁感应加热是一种常用的加热方式,具有设备简单、操作方便、加热效率高、加热温度可控等优点,将高频电磁感应加热技术用于大厚板铝合金搅拌摩擦焊,使高频电磁感应加热技术与搅拌摩擦焊技术完美结合,改善厚板铝合金搅拌摩擦焊焊缝沿厚度方向的温度梯度,为解决大厚板铝合金搅拌摩擦焊难题提供一个新途径。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种改善大厚度铝合金搅拌摩擦焊焊缝厚度方向温度梯度的方法, ...
【技术保护点】
一种改善大厚度铝合金搅拌摩擦焊焊缝厚度方向温度梯度的方法,其特征在于包括以下步骤:1)在被焊接大厚度铝合金工件的焊缝背面,沿焊接坡口设置一高频感应线圈加热装置,感应线圈设置在搅拌针以工件为对称位置的前方距离10~25mm,感应线圈距离工件背面5~10mm;2)根据工件的厚度和焊接热输入因子通过调节调节高频感应线圈加热装置的槽路电压、栅电流、阳极电流和阳极电压进行加热,使工件背面表面温度在2s之内达到50~150℃;3)焊接时,搅拌头带动搅拌针高速旋转,搅拌头一边高速旋转,一边与感应线圈以相同的速度同时同向沿着工件的焊缝相对于工件移动,感应线圈加热区域最小值为搅拌针根部直径在工件上的投影区域,最大值为搅拌头轴肩直径在工件上的投影区域。
【技术特征摘要】
1.一种改善大厚度铝合金搅拌摩擦焊焊缝厚度方向温度梯度的方法,其特征在于包括以下步骤:1)在被焊接大厚度铝合金工件的焊缝背面,沿焊接坡口设置一高频感应线圈加热装置,感应线圈设置在搅拌针以工件为对称位置的前方距离10~25mm,感应线圈距离工件背面5~10mm;2)根据工件的厚度和焊接热输入因子通过调节调节高频感应线圈加热装置的槽路电压、栅电流、阳极电流和阳极电压进行加热,使工件背面表面温度在2s之内达到50~150℃;3)焊接时,搅拌头带动搅拌针高速旋转,搅拌头一边高速旋转,一边与感应线圈以相同的速度同时同向沿着工件的焊缝相对于工件移动,感应线圈加热区域最小值为搅拌针根部直径在工件上的投影区域,最大值为搅拌头轴肩直径在工件上的投影区域。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈东高,王有祁,陶明杰,甄立玲,马良超,冯胜强,刘红伟,张迎迎,任宝辉,
申请(专利权)人:中国兵器科学研究院宁波分院,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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