The invention provides a welding method for reducing the defects of the lap joint of friction stir welding, which belongs to the field of friction stir welding. The welding method of the invention includes the following steps: step one, measuring the geometric parameters of the weldment piece and the stirring head; step two, fixing the weldment piece; step three, determining the welding position; four, friction stir welding. The welding method of the present invention is used for friction stir welding of the overlapping structure. The method described the overlap face in the lap structure as the back side of the friction stir welding and the other side as the forward side. Methods through the conical pin offset from the advancing side, with high heat input welding way, to avoid the overlapping structure of lap joint surfaces of the oxide film into the mixing zone, so as to avoid the formation of the premise in forward side hook defects, reduce the cold lap defects of the retreating side stir zone of the reach objective to improve the quality of welded joint.
【技术实现步骤摘要】
一种减少搅拌摩擦焊接对搭接接头缺陷的焊接方法
本专利技术涉及搅拌摩擦焊接领域,特别涉及一种减少搅拌摩擦焊接对搭接接头缺陷的焊接方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊接(FrictionStirWelding,简称FSW)技术作为一种固相连接技术,在焊接过程中能有效避免熔化焊中出现的由于冶金问题产生的气孔、夹杂等焊接缺陷。但是在搅拌摩擦焊接应用于搭接结构的焊接时,由于焊缝金属的塑性流动,会在接头搅拌区的两侧出现钩状缺陷,尤其在后退侧还会出现延伸至搅拌区中的冷搭接缺陷(热加工工艺Vol.46,No.3(2017)p189-194;JMaterProcessTechnol,Vol.238(2016)p244-254),严重危害接头的质量,是搅拌摩擦搭接焊接中亟待解决的问题。对搭接结构是一种兼具对接结构和搭接结构特征的常见结构,例如在高铁、轻轨列车车体侧墙的搅拌摩擦焊接中经常需要针对这种对搭接结构进行焊接(JMSEInternationalJournal,Vol.47,No.3(2004)p502-511;工艺与新技术,Vol.42,No.5(2013)p31-36)。对于这种对搭接结构的搅拌摩擦焊接,目前主要通过搅拌针置于对接贴合面中心的方式对其进行焊接。这种方式对于搅拌针长度的选择与焊接过程的控制提出了非常高的要求。当搅拌针端部未触及搭接贴合面时,会引起未焊透缺陷,就需要进行补焊(焊接,Vol.11,(2016)p37-40);若搅拌针端部接触到搭接贴合面(类似搭接结构焊接),就会引起类似搭接焊中出现的钩状缺陷或冷搭接缺陷(李红,城轨铝合金车体侧墙搅拌摩擦焊接技术研究, ...
【技术保护点】
一种减少搅拌摩擦焊接对搭接接头缺陷的焊接方法,其特征在于,所述焊接方法包括:步骤一、测量被焊工件和搅拌头的几何参数:被焊工件包括平板被焊工件(1)和台阶被焊工件(2),平板被焊工件(1)包括第一对接表面(3)及第一搭接表面(4),台阶被焊工件(2)包括第二对接表面(5)及第二搭接表面(6);平板被焊工件(1)的第一对接表面(3)与台阶被焊工件(2)的第二对接表面(5)紧密贴合组成对接结合面(A),平板被焊工件(1)的第一搭接表面(4)与台阶被焊工件(2)的第二搭接表面(6)紧密贴合组成搭接贴合面(B);搅拌头包括互相连接的轴肩(7)和搅拌针(8);测量平板被焊工件(1)被焊区域的板材厚度H1、台阶被焊工件(2)被焊区域的板材厚度H2、轴肩(7)的直径D1、所述搭接贴合面(B)的横向宽度L1,轴肩(7)下压至施焊状态时从轴肩面(C)到搭接结合面(B)的距离L2,L2为所述厚度H1与预设的轴肩下压量之差,并测量在所述L2处搅拌针(8)的直径D2;所述直径D1与所述直径D2之差的一半应大于等于所述宽度L1,即L1不小于0.5(D1‑D2);搅拌针(8)长度L3大于所述厚度H1且小于所述厚度H ...
【技术特征摘要】
1.一种减少搅拌摩擦焊接对搭接接头缺陷的焊接方法,其特征在于,所述焊接方法包括:步骤一、测量被焊工件和搅拌头的几何参数:被焊工件包括平板被焊工件(1)和台阶被焊工件(2),平板被焊工件(1)包括第一对接表面(3)及第一搭接表面(4),台阶被焊工件(2)包括第二对接表面(5)及第二搭接表面(6);平板被焊工件(1)的第一对接表面(3)与台阶被焊工件(2)的第二对接表面(5)紧密贴合组成对接结合面(A),平板被焊工件(1)的第一搭接表面(4)与台阶被焊工件(2)的第二搭接表面(6)紧密贴合组成搭接贴合面(B);搅拌头包括互相连接的轴肩(7)和搅拌针(8);测量平板被焊工件(1)被焊区域的板材厚度H1、台阶被焊工件(2)被焊区域的板材厚度H2、轴肩(7)的直径D1、所述搭接贴合面(B)的横向宽度L1,轴肩(7)下压至施焊状态时从轴肩面(C)到搭接结合面(B)的距离L2,L2为所述厚度H1与预设的轴肩下压量之差,并测量在所述L2处搅拌针(8)的直径D2;所述直径D1与所述直径D2之差的一半应大于等于所述宽度L1,即L1不小于0.5(D1-D2);搅拌针(8)长度L3大于所述厚度H1且小于所述厚度H2;搅拌针(8)根部的直径D3至少比所述直径D1小2mm;搅拌针(8)远离轴肩(7)的端部的直径D4至少比所述直径D3小2mm;步骤二、固定被焊工件:利用夹具将所述被焊工件固定在工作台上,且使平板被焊工件(1)紧密对搭于台阶被焊工件(2)的上方,使对接贴合面(A)和搭接贴合面(B)都实现紧密贴合,平板被焊工件(1)与台阶被焊工件(2)最高上表面...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐荣正,李慧,侯艳喜,国旭明,张占伟,
申请(专利权)人:沈阳航空航天大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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