The invention belongs to the technical field of aluminium alloy welding, and relates to a friction stir welding method for aluminium alloy sheet used for railway car body. The raw materials of 6 series aluminium alloy profiles are prepared according to the following weight proportion: Mg 0.70-1.50%, Si 0.70-1.50%, Sn 0.05-0.10%, Fe 0.50-1.0%, Mn 0.20-0.50%, and the rest are single. The ratio of diameter of stirring needle shoulder to diameter of stirring needle is 2-3:1. The surface of stirring needle shoulder has grooves oriented to stirring needle. The angle between groove and horizontal direction is 10-15 degrees. The radius of stirring needle is 1-3 times of that of aluminium alloy plate to be welded. Usually, controlling the composition and welding parameters of aluminium alloy profiles can greatly improve the R value of weld seam, improve product quality and increase the mechanical strength of rail car body surface.
【技术实现步骤摘要】
一种轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法
本专利技术属于铝合金焊接
,涉及一种轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊接作为一种新型的焊接技术,近年来发展相当迅速。此项技术属于固相焊接,焊接工具与母材表面的摩擦生热和接合区材料变形产生的热量使接合区局部瞬时达到约为0.8Tm的高温状态,同时经历高应变速率强变形的机械混合,实现焊接。相比于传统熔焊,搅拌摩擦焊接的更多优点包括组织致密、缺陷少、残余应力小、焊件变形小、尺寸稳定性好,而且无需复杂的焊接预处理,加工速度快、效率高,是一种低成本高质量而且节能环保的焊接技术。搅拌摩擦焊接已经广泛应用于汽车、船舶、铁道车辆、火箭、飞机的制造,并体现出优越的性能,证明其作为新型的焊接工艺有非常广阔的应用前景。焊接过程中焊核区的动态再结晶生成小于10μm的晶粒结构。细晶强化得到的力学性能大大优于传统焊接。目前对于6系铝合金主要应用在轨道车体方面,在搅拌摩擦焊焊接过程中,通常其焊缝处的兰克福特系数R值较低(R值是金属板材的塑性各向异性的量度,被广泛用作判断重结晶的低碳金属的成形性的一个指标),产品的冲压加工性能较差,产品的成型性较低,型材焊接处的机械性能相对也比较低,型材合格率低下。这种型材制备的轨道车体表面机械强度也较低。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术为了解决现有的搅拌摩擦焊接方法制备的6系铝合金型材焊接处的机械性能较低,型材合格率低,导致通过该型材制备的轨道车体表面机械强度低的问题,提供一种轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法。为达到上述目的,本专利技术提供一种轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩 ...
【技术保护点】
1.一种轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法,其特征在于,包括如下步骤:A、制备板材:将6系铝合金型材采用差速轧制的方法,制备得到厚度为0.7~2.0mm的铝合金板材,轧制速度为0.9m/min以上,6系铝合金型材原料成分按照如下重量份数比配制:Mg 0.70~1.50%、Si 0.70~1.50%、Sn 0.05~0.10%、Fe 0.50~1.0%、Mn 0.20~0.50%,其余单个杂质≤0.05%,杂质合计≤0.15%,余量Al;B、焊前清理及装配:将步骤A制备的铝合金板材表面进行除油、化学清洗、烘干、打磨刮削处理;C、固溶处理:将步骤B表面处理后的铝合金板材进行T4状态下的固溶处理,其中T4状态下的固溶处理为将铝合金板材加热到540~560℃保温后迅速冷却,获得饱和固溶体后自然时效至稳定的状态;D、焊接:设置搅拌摩擦焊的焊接程序,焊接过程中,保证搅拌头的焊接倾斜角度为0~0.5°,搅拌头的转速为700~3000rpm,搅拌头上搅拌针的焊接速度为300~1800mm/min,搅拌针转速与焊接速度之比为1.7~3.0,搅拌针焊接的同时,同步对焊接后的焊缝部分进行冷喷涂处理,送粉 ...
【技术特征摘要】
1.一种轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法,其特征在于,包括如下步骤:A、制备板材:将6系铝合金型材采用差速轧制的方法,制备得到厚度为0.7~2.0mm的铝合金板材,轧制速度为0.9m/min以上,6系铝合金型材原料成分按照如下重量份数比配制:Mg0.70~1.50%、Si0.70~1.50%、Sn0.05~0.10%、Fe0.50~1.0%、Mn0.20~0.50%,其余单个杂质≤0.05%,杂质合计≤0.15%,余量Al;B、焊前清理及装配:将步骤A制备的铝合金板材表面进行除油、化学清洗、烘干、打磨刮削处理;C、固溶处理:将步骤B表面处理后的铝合金板材进行T4状态下的固溶处理,其中T4状态下的固溶处理为将铝合金板材加热到540~560℃保温后迅速冷却,获得饱和固溶体后自然时效至稳定的状态;D、焊接:设置搅拌摩擦焊的焊接程序,焊接过程中,保证搅拌头的焊接倾斜角度为0~0.5°,搅拌头的转速为700~3000rpm,搅拌头上搅拌针的焊接速度为300~1800mm/min,搅拌针转速与焊接速度之比为1.7~3.0,搅拌针焊接的同时,同步对焊接后的焊缝部分进行冷喷涂处理,送粉速率为25g/min,送粉距离为20mm,其中冷喷涂处理中冷喷涂颗粒为20~30μm的6000系列高强铝合金颗粒;E、焊后清理:焊接结束后,对焊缝进行打磨清理,除去焊缝表面的污染物与...
【专利技术属性】
技术研发人员:李洪林,孟庆艳,刘欢,王帅帅,孟梦,
申请(专利权)人:辽宁忠旺集团有限公司,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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