一种厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置及方法，该装置包括：角接静止轴肩，呈中空结构，与搅拌摩擦焊焊机主轴刚性连接；静止轴肩搅拌针，与静止轴肩同轴安装；角接夹具，固定于工作台面上，安装方向与焊接方向一致；电阻加热管，安装于夹具通孔中，与焊缝位置一致；超声发生器，安装于夹具背面通孔处，靠近焊缝背面。本发明专利技术还利用厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置对工件进行搅拌摩擦焊接。本发明专利技术公开的搅拌摩擦焊接装置及方法，解决了现有技术中焊接厚板铝合金容易产生根部未焊透、孔洞、隧道等缺陷，以及静止轴肩与搅拌针的配合间隙容易挤进材料，造成轴肩端部变形，搅拌针折断，搅拌头寿面低等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置及方法
本专利技术涉及搅拌摩擦焊领域，特别涉及一种厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置及方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊接是由英国焊接研究所专利技术的一种固相连接技术，适用于铝、镁等低熔点及热传导性良好的合金焊点。搅拌摩擦焊利用搅拌工具旋转插入工件产生的摩擦热软化材料，从而达到塑性状态，流动性增加，当搅拌头逐渐前移，塑性化的铝、镁合金受到轴肩的挤压和搅拌针的搅拌，从搅拌针前方转移到后方，逐渐冷却，形成焊接接头。显然，搅拌工具是焊接过程成功与否的关键因素。近年来，因为熔焊性差的高强装甲铝合金等特殊铝合金的需求量不断上升，促进了搅拌摩擦焊接技术在航天、军工、和汽车等行业的发展，并逐渐成为国内外研究的热点之一。目前国内外在高强铝合金的搅拌摩擦焊接研究中，一般采用的单道对接焊板材厚度都在10mm以下，焊接性能良好。然而对于单道焊接厚度在10mm以上的高强铝合金材料的研究非常少，这是因为相对于薄板而言，对于厚板进行搅拌摩擦焊接的难度极大。薄板焊接的工艺参数及设备都难用于厚板焊接，焊接厚板时因为材料塑性流动不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，包括：呈中空结构的角接静止轴肩，与搅拌摩擦焊焊机主轴刚性连接；设有静止轴肩搅拌针，与静止轴肩同轴；还设有角接夹具，固定于工作台面上，设置方向与焊接方向一致；所述的角接夹具的通孔中设有电阻加热管，与待焊焊缝位置一致，此外在角接夹具背面通孔设有超声发生器，靠近焊缝背面。/n

【技术特征摘要】
1.一种厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，包括：呈中空结构的角接静止轴肩，与搅拌摩擦焊焊机主轴刚性连接；设有静止轴肩搅拌针，与静止轴肩同轴；还设有角接夹具，固定于工作台面上，设置方向与焊接方向一致；所述的角接夹具的通孔中设有电阻加热管，与待焊焊缝位置一致，此外在角接夹具背面通孔设有超声发生器，靠近焊缝背面。


2.如权利要求1所述的厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述静止轴肩根据所焊接板厚设置不同尺寸规格，轴肩与工件不接触侧开有通孔，轴肩外表面设有凸台。


3.如权利要求2所述的厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，轴肩的材料为工具钢H13。


4.如权利要求2所述的厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述的凸台高度为≥5mm，凸台外表面涂以TiN涂层；凸台表面加工有不同角度，与板材接触面角度为45°，接触面宽度为凸宽度1/2，靠近焊缝中心凸台表面角度加工为48°-52°；凸台尖端加工有2mm圆角。


5.如权利要求1所述的厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述的静止轴肩搅拌针设有螺纹区，其长度为≥20mm，搅拌针设有存在圆滑的直径过渡段，其长度为30mm-40mm；搅拌针尖端设有3个逆时针螺旋沟槽，搅拌针为顺时针旋转。


6.如权利要求1所述的厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述的角接夹具在靠近焊缝根部12mm处两侧分别设有三个通孔，直径为16mm；所述的角接夹具两侧表面分别设有2个通孔，其直径为22mm，距离焊缝根部20mm。


7.如权利要求1所述的厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，电阻加热管个数为6个，分别放置于角接夹具...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琦，时孝东，孙智鸣，孙宏宇，马新蕊，周伟，喻嘉熙，许雪宗，金鸣，唐崇斌，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32