基于搅拌摩擦焊的直线电机感应板加工方法技术

本发明专利技术涉及机械加工技术领域，公开了一种基于搅拌摩擦焊的直线电机感应板加工方法，包括清理待焊接导电板和导磁基板污物清理，然后将所述导电板和所述导磁基板固定装夹，选择搅拌头和焊接工艺参数，然后将搅拌针在旋转的同时插入待焊接的直线电机感应板中，搅拌头按照预设焊接路线进行焊接，完成焊接后按照尺寸要求进行裁剪，完成整个加工过程。本发明专利技术克服爆炸焊接加工直线电机感应板的不足，基于搅拌摩擦技术对直线电机感应板进行加工，降低直线电机感应板的加工成本，解决操作复杂危险和环境污染问题，具有节约能源绿色无污染，劳动强度小，成本低易于实现自动化和产品一致性好的优点。

Manufacturing method of induction plate of linear motor based on friction stir welding

【技术实现步骤摘要】
基于搅拌摩擦焊的直线电机感应板加工方法
本专利技术涉及机械加工
，具体的涉及一种基于搅拌摩擦焊的直线电机感应板加工方法。
技术介绍
直线电机常用于磁悬浮等运输工具的动力系统，作为直线电机转子部分的感应板，在直线电机中起着关键性的作用。现有技术中直线电机感应板加工方法为爆炸焊接技术，该焊接方法存在成本高、效率低；需要消耗炸药，浪费资源；操作过程危险，爆炸产生噪声和气体，导致环境污染；焊接受气候环境影响大，常导致工艺稳定性差，产品质量一致性差等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中爆炸焊接加工直线电机感应板时存在的上述缺点，本专利技术提供一种基于搅拌摩擦焊的直线电机感应板加工方法，降低直线电机感应板的加工成本，解决操作复杂危险，环境污染问题，本专利技术加工方法高效绿色无污染，操作简单，焊接质量良好，能够解决直线电机感应板爆炸焊接加工的操作复杂危险，环境污染等问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于搅拌摩擦焊的直线电机感应板加工方法，包括以下步骤：S1、将待焊的导电板和导磁基板的接触表面及周围清理干净，去除表面的氧化膜；S2、在搅拌摩擦焊焊接平台上将所述导电板和所述导磁基板固定装夹；S3、选择搅拌头和焊接工艺参数，然后将搅拌针在旋转的同时插入待焊接的直线电机感应板，同时通过施加顶端压力使得搅拌针穿透所述导电板并插入所述导磁基板中，在压力作用下待焊接的直线电机感应板与所述搅拌头之间产生摩擦热软化周围材料，所述搅拌头按照预设的焊接路线进行导电板和导磁基板的焊接；S4、完成焊接后将所述搅拌头从直线电机感应板中退出，待直线电机感应板冷却后去除装夹，完成直线电机感应板的焊接；S5、对焊接完成的直线电机感应板按照尺寸要求进行裁剪，完成整个加工过程。优选地，所述搅拌头的材质为工具钢、模具钢及高温合金，钨、钼、铱等高强度合金，硬质合金，陶瓷及金属陶瓷，镍基合金，碳化钨钴合金，Wo-Co合金钢或者多晶立方氮化硼中的任意一种或多种。优选地，所述搅拌头的轴肩为平面、凹面、涡卷形、双圆环轴肩中的任意一种，所述搅拌头的轴肩直径范围为1mm～100mm。优选地，所述搅拌针的结构包括圆柱形、圆锥形、三平面结构、圆锥螺纹中的任意一种或者多种，所述搅拌针的长度范围为0.1mm～150mm。优选地，所述导电板和所述导磁基板的材质包括铝、铜、银、金、钛、铅、钢金属材料中的任意一种或者多种，长度范围为1mm～8000mm，宽度范围为1～6000mm，厚度范围为0.1mm～150mm。优选地，所述步骤S3中的预设焊接路线包括“S”线形、“M”线形、“N”线形、“W”线形、“X”线形、“Z”线形、“一”字形、波浪形路线中的任意一种或多种。优选地，所述步骤S3中的焊接工艺参数包括：所述搅拌头旋转速度范围为1rpm～10000rpm，焊接速度范围为1mm/min～6000mm/min，下压量范围为0mm～10mm，倾角范围为0°～15°。优选地，所述预设焊接路线应保证所述导电板和所述导磁基板能够完全焊接，无未焊到区域和/或未焊透区域，相邻两焊缝之间的距离为1mm～100mm。优选地，所述步骤S3中搅拌针的下压位置穿透所述导电板并插入所述导磁基板中，插入所述导磁基板的深度为0.1mm～30mm。优选地，所述步骤S1中利用酒精和/或丙酮去除油污杂质。通过上述技术方案，本专利技术提供的基于搅拌摩擦焊的直线电机感应板加工方法高效绿色无污染，操作简单，焊接质量良好，能够解决直线电机感应板爆炸焊接加工的操作复杂危险、环境污染等问题，能够节约能源，劳动强度小，具有成本低、焊接接头强度高、易于实现自动化和产品一致性好的优点。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施方式，但并不构成对本专利技术实施方式的限制。在附图中：图1为根据本专利技术一种优选实施方式提供的导电板和导磁基板搅拌焊接示意图；图2为根据本专利技术一种优选实施方式提供的搅拌摩擦焊S型焊接路线示意图；图3为根据本专利技术一种优选实施方式提供的搅拌区横截面的两相邻焊接接头焊接区域示意图。附图标记说明1导电板2导磁基板3搅拌头4装夹点5焊接路线6搅拌区焊接区域7相邻焊接区具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施方式，并不用于限制本专利技术实施方式。在本申请实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。参阅图1-图3所示，本专利技术提供了一种基于搅拌摩擦焊的直线电机感应板加工方法，包括以下步骤：S1、将待焊的导电板1和导磁基板2的接触表面及周围清理干净，去除表面的氧化膜；S2、在搅拌摩擦焊焊接平台上将所述导电板1和所述导磁基板2固定装夹；S3、选择搅拌头3和焊接工艺参数，然后将搅拌针在旋转的同时插入待焊接的直线电机感应板，同时通过施加顶端压力使得搅拌针穿透所述导电板1并插入所述导磁基板2中，在压力作用下待焊接的直线电机感应板与所述搅拌头3之间产生摩擦热软化周围材料，所述搅拌头3按照预设的焊接路线5进行导电板1和导磁基板2的焊接；S4、完成焊接后将所述搅拌头3从直线电机感应板中退出，待直线电机感应板冷却后去除装夹，完成直线电机感应板的焊接；S5、将焊接完成的直线电机感应板按照尺寸要求进行裁剪，完成整个加工过程。选择合适的搅拌头3，使得搅拌头3具有较高的硬度和韧性，根据本专利技术的一种优选实施方式，所述搅拌头3的材质为工具钢，模具钢，钨、钼、铱高强度合金，硬质合金，陶瓷、镍基合金，碳化钨钴合金，Wo-Co合金钢和多晶立方氮化硼中的任意一种或多种。在本专利技术的一种优选实施方式中，在搅拌摩擦焊焊接平台上按照导电板1在上和导磁基板2在下的顺序放在焊接设备上，可利用四点或多点装夹使得导电板1和导磁基板2固定不松动。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述搅拌头3的轴肩为平面、凹面、涡卷形、双圆环轴肩中的任意一种，所述搅拌头3的轴肩直径范围为1mm～100mm。搅拌针在旋转的同时插入待焊直线电机感应板，在下压阶段搅拌头3不断旋转，通过施加顶端压力，搅拌针穿透导电板1并且插入导磁基板2中，在压力作用下直线电机感应板与搅拌头3之间产生摩擦热软化周围材料，搅拌头3进一步压入工件，当搅拌头完成下压后，保持搅拌头3压力并使搅拌头3轴肩接触直线电机感应板的表面继续旋转一定时间。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述搅拌针的结构包括圆柱形、圆锥形、三平面结构、圆锥螺纹中的任意一种或者多种，所述搅拌针的长度范围为0.1mm～150mm。根据本专利技术的一种优选实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于搅拌摩擦焊的直线电机感应板加工方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将待焊的导电板(1)和导磁基板(2)的接触表面及周围清理干净，去除表面的氧化膜；/nS2、在搅拌摩擦焊焊接平台上将所述导电板(1)和所述导磁基板(2)固定装夹；/nS3、选择搅拌头(3)和焊接工艺参数，然后将搅拌针在旋转的同时插入待焊接的直线电机感应板，同时通过施加顶端压力使得搅拌针穿透所述导电板(1)并插入所述导磁基板(2)中，在压力作用下待焊接的直线电机感应板与所述搅拌头(3)之间产生摩擦热软化周围材料，所述搅拌头(3)按照预设的焊接路线(5)进行导电板(1)和导磁基板(2)的焊接；/nS4、完成焊接后将所述搅拌头(3)从直线电机感应板中退出，待直线电机感应板冷却后去除装夹，完成直线电机感应板的焊接；/nS5、将焊接完成的直线电机感应板按照尺寸要求进行裁剪，完成整个加工过程。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于搅拌摩擦焊的直线电机感应板加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将待焊的导电板(1)和导磁基板(2)的接触表面及周围清理干净，去除表面的氧化膜；
S2、在搅拌摩擦焊焊接平台上将所述导电板(1)和所述导磁基板(2)固定装夹；
S3、选择搅拌头(3)和焊接工艺参数，然后将搅拌针在旋转的同时插入待焊接的直线电机感应板，同时通过施加顶端压力使得搅拌针穿透所述导电板(1)并插入所述导磁基板(2)中，在压力作用下待焊接的直线电机感应板与所述搅拌头(3)之间产生摩擦热软化周围材料，所述搅拌头(3)按照预设的焊接路线(5)进行导电板(1)和导磁基板(2)的焊接；
S4、完成焊接后将所述搅拌头(3)从直线电机感应板中退出，待直线电机感应板冷却后去除装夹，完成直线电机感应板的焊接；
S5、将焊接完成的直线电机感应板按照尺寸要求进行裁剪，完成整个加工过程。


2.根据权利要求1所述的直线电机感应板加工方法，其中，所述搅拌头(3)的材质为工具钢，模具钢，钨、钼、铱高强度合金，硬质合金，陶瓷、镍基合金，碳化钨钴合金，Wo-Co合金钢和多晶立方氮化硼中的任意一种或多种。


3.根据权利要求1所述的直线电机感应板加工方法，其中，所述搅拌头(3)的轴肩为平面、凹面、涡卷形和双圆环轴肩中的任意一种，所述搅拌头(3)的轴肩直径范围为1-100mm。


4.根据权利要求1所述的直线电机感应板加工方法，其中，所述搅拌针的结构包括圆柱形、圆锥形、三平面结构和圆锥螺纹中的任意一种或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓永芳，肖顺，曾金成，杨杰，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西;36