An ultrasonic assisted friction stir bonding device for heterogeneous materials and a lap method belong to the field of welding technology. The main points of the technology are as follows: by connecting the ultrasonic device and the friction stir welding device to the heterogeneous material joint, the continuous brittle phase of the traditional connection joint is broken, and the effective connection of the heterogeneous material is achieved. The invention can solve the heterogeneous material joint due to physical and chemical properties of materials due to the large difference between difficult connection, internal defects and continuous brittle phase; at the same time but also improves the heterogeneous material joint friction stir welding process of material flow, welding temperature field, solve the heterogeneous material mixing hook structure of friction in the joints (HOOK), heterogeneous material flow, groove defects and continuous intermetallic compound problem. The invention has the advantages of fine microstructure and mechanical properties, wide range of trial range, simple process operation and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种超声辅助异质材料搅拌摩擦搭接装置及搭接方法
本专利技术涉及一种异质材料搅拌摩擦搭接装置及搭接方法,具体涉及一种超声辅助异质材料搅拌摩擦搭接装置及搭接方法,属于焊接
技术介绍
在航空、航天及汽车等领域,出于减轻重量、降低成本以及特殊使用性能等方面的考虑,铝合金、钛合金、陶瓷材料和复合材料等新材料以其高比强度、高断裂韧性等优点而被大量采用。在异种材料复合结构的设计当中,实现两者的连接是关键。采用机械方法连接异种材料难以满足结构密封性和使用性能的要求,在实际生产中广泛采用焊接方法来实现铝/钛的连接。然而,异种材料的物理、化学性质差异较大,导致其焊接性较差,常用的熔化焊、钎焊、熔钎焊等方法难以实现异种材料的优质高效连接,从而限制了铝异种材料复合结构的进一步应用,因此迫切需要开发新的连接技术,推动异种材料复合结构走向实用化,这对于其它异种难焊金属的连接问题也有着重要的参考价值。搅拌摩擦焊是一种新型高效固相连接技术,其利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源,由一个圆柱体或其他形状的搅拌针伸入工件的接缝处,通过焊头的高速旋转,使其与焊接工件材料摩擦,从而使连接部位的材料温度升高软化。同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。搅拌摩擦焊焊接热输入较低,其焊接过程中的最高温度也不会超过带焊材料的熔点,其较小的焊接热输入很大程度上抑制了异种金属接头界面处金属间化合物的生成。因此,搅拌摩擦焊异种金属接头性能较其他传统熔焊方法有较大提升。超声焊,是一种快捷,干净,有效的装配工艺。然而,在异种材料搅拌摩擦焊接接头中,仍然存在连续脆性相、内部缺陷、钩状缺陷及塑性流动不足等问题。超 ...
【技术保护点】
一种超声辅助异质材料搅拌摩擦搭接装置,其特征在于,包括超声振动装置(1)、搅拌摩擦焊具(2)和可移动工作台(3);搭接上板(4)与搭接下板(5)构成待焊接工件,待焊接工件通过夹具固定于可移动工作台(3)上,搅拌摩擦焊具(2)置于待焊接工件搭接区域的上方,且搅拌摩擦焊具(2)的搅拌针扎入搭接区域,所述超声振动装置(1)的滚压头作用于搭接区域。
【技术特征摘要】
1.一种超声辅助异质材料搅拌摩擦搭接装置,其特征在于,包括超声振动装置(1)、搅拌摩擦焊具(2)和可移动工作台(3);搭接上板(4)与搭接下板(5)构成待焊接工件,待焊接工件通过夹具固定于可移动工作台(3)上,搅拌摩擦焊具(2)置于待焊接工件搭接区域的上方,且搅拌摩擦焊具(2)的搅拌针扎入搭接区域,所述超声振动装置(1)的滚压头作用于搭接区域。2.根据权利要求1所述的一种超声辅助异质材料搅拌摩擦搭接装置,其特征在于,所述超声振动装置(1)的滚压头超声作用中心位置与搅拌摩擦焊具的搅拌针焊接中心位置在5mm~5000mm范围内可调。3.根据权利要求1所述的一种超声辅助异质材料搅拌摩擦搭接装置,其特征在于,所述超声振动装置(1)和搅拌摩擦焊具(2)无直接刚性连接。4.根据权利要求1所述的一种超声辅助异质材料搅拌摩擦搭接装...
【专利技术属性】
技术研发人员:周利,于明润,蒋智华,杨海峰,黄永宪,冯吉才,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学威海,
类型:发明
国别省市:山东,37
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