The invention discloses a friction stir welding device for realizing weld seam thickening, which comprises a zero-dip angle welding module, a constant pressure control module and a stirring tool module. The zero-dip angle welding module keeps the center line of the stirring tool parallel to the normal direction of the surface of the workpiece to be welded during the welding process, and the constant pressure control module keeps the axial pressure of the stirring tool to the workpiece constant during the welding process. The stirring tool module comprises a shoulder, a stirring needle and a clamping end. The invention can increase the material in the weld area without external material filling, fundamentally solve the problem of weld thinning, and greatly improve the fatigue performance of the weld area. In addition, there is no flying edge in the welding process, which reduces the post-weld grinding process and improves the production efficiency; zero inclination welding reduces the requirements of welding equipment for two-dimensional and three-dimensional welds, reduces the inclination adjustment mechanism, and broadens the application scope of friction stir welding.
【技术实现步骤摘要】
一种实现焊缝增厚的搅拌摩擦焊接装置及其方法
本专利技术属于搅拌摩擦焊接领域,特别涉及一种实现焊缝增厚的搅拌摩擦焊接装置及方法,可在没有外部材料填充的条件下实现焊缝区域材料增加。
技术介绍
搅拌摩擦焊接作为新型的固相连接技术,广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。在传统搅拌摩擦焊接时,轴肩需要对被焊工件表面施加一定的压入量,保证热塑性材料得到足够的顶锻力,从而形成优质接头。压入量的存在会导致焊缝减薄现象,并在焊缝两侧产生飞边。焊缝减薄会降低焊接接头的力学性能,尤其是在疲劳载荷下,会严重降低焊缝区域材料的疲劳性能。现有技术一般采用在焊接表面留有一定的加工余量,待焊接完成后进行表面机加工,消除焊缝减薄的影响。但该方法造成材料去除量大,工件材料浪费,生产效率低。同时,飞边的存在,增加了焊后去飞边工序和相关设备的投入,造成生产成本增加。申请号为201410138224.9,专利技术名称为《一种实现搅拌摩擦焊焊缝零减薄的焊具及焊接方法》的中国专利公开了焊缝区域零减薄的工艺,该专利技术在焊接过程中采用压入量恒为零的控制模式,且轴肩采用内凹型结构,焊缝增加的材料极易被轴肩去除,焊缝增厚的效果有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足,提供一种可在没有外部材料填充的条件下有效实现焊缝区域材料增加的装置及方法,从根本上解决了焊缝减薄问题,极大提高了焊缝区域的疲劳性能。本专利技术解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是:一种实现焊缝增厚的搅拌摩擦焊接装置,包括零倾角焊接模块、恒压力控制模块和搅拌工具模块,所述零倾角焊接模块使焊接过程中搅拌工具中心线始终与待焊工件 ...
【技术保护点】
1.一种实现焊缝增厚的搅拌摩擦焊接装置,其特征在于,包括零倾角焊接模块、恒压力控制模块和搅拌工具模块,所述零倾角焊接模块使焊接过程中搅拌工具中心线始终与待焊工件表面法线方向平行,在焊接过程中保持轴肩与工件表面零倾角接触;所述恒压力控制模块使焊接过程中搅拌工具对工件的轴向压力恒定,所述轴向压力值可通过搅拌工具在焊接的转速和移动速度的条件下试验测得;所述搅拌工具模块包括轴肩、搅拌针和夹持端。
【技术特征摘要】
1.一种实现焊缝增厚的搅拌摩擦焊接装置,其特征在于,包括零倾角焊接模块、恒压力控制模块和搅拌工具模块,所述零倾角焊接模块使焊接过程中搅拌工具中心线始终与待焊工件表面法线方向平行,在焊接过程中保持轴肩与工件表面零倾角接触;所述恒压力控制模块使焊接过程中搅拌工具对工件的轴向压力恒定,所述轴向压力值可通过搅拌工具在焊接的转速和移动速度的条件下试验测得;所述搅拌工具模块包括轴肩、搅拌针和夹持端。2.如权利要求1所述的实现焊缝增厚的搅拌摩擦焊接装置,其特征在于,所述搅拌工具模块的轴肩端面为外凸球面,外凸尺寸为0.2mm~0.5mm,外凸球面上加工螺旋沟槽结构。3.如权利要求1所述的实现焊缝增厚的搅拌摩擦焊接装置,其特征在于,所述恒压力控制模块的压力值是搅拌工具在特定转速和移动速度的条件下试验测得的最小轴向压力值的1.1~1.2倍。4.如权利要求1所述的实现焊缝增厚的搅拌摩擦焊接装置,其特征在于,所述搅...
【专利技术属性】
技术研发人员:董吉义,尹玉环,徐奎,郭立杰,
申请(专利权)人:上海航天设备制造总厂有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。