一种基于撞击流的搅拌摩擦搭接方法技术

本发明专利技术涉及一种基于撞击流的搅拌摩擦搭接方法，包括以下步骤：将待焊接的板材装夹在搅拌摩擦焊机的工装上；根据第一板材和第二板材的厚度选择搅拌针长度尺寸合适的搅拌头；将搅拌头安装在搅拌摩擦焊机的主轴上，搅拌头以≥1000rpm的转速转动，并以0.5‑3mm/min的下扎速度扎入焊缝的起始端，当搅拌头的搅拌针达到预定的下扎深度时停止下扎并继续旋转1‑5min；搅拌头以15‑200的转焊比前进，以促进上、下板材料分别向下、向上剧烈流动，形成充分撞击流；达到焊缝终点后，回抽搅拌头。所述方法中采用内凹型相向螺纹搅拌针，实现上、下板的材料在搭接界面附近剧烈交汇撞击，形成的撞击流能够增强“材料集中区”对搭接界面处钩状结构和冷搭接的调控能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于撞击流的搅拌摩擦搭接方法
本专利技术属于搅拌摩擦焊
，尤其涉及一种基于撞击流的搅拌摩擦搭接方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊是一种新型固相焊技术，在航空航天、船舶、汽车、高速列车等制造领域有着重要应用。搅拌摩擦搭接接头是一种实际应用场景很广的接头形式，可以解决搅拌摩擦对接焊难以连接非等厚板材的问题。一般情况下，搅拌摩擦搭接焊和搅拌摩擦对接焊过程中使用的搅拌头并无本质区别，均是采用锥形带螺纹搅拌针。这种锥形结构是为了降低搅拌针末端前进阻力，防止搅拌针根部受过大弯矩而发生搅拌针断裂。同时，搅拌针上的螺纹是为了促进材料的上下流动，使上、下部材料充分混合。这种结构设计非常适用于搅拌摩擦对接过程，但应用于搅拌摩擦搭接过程却存在不足。在搭接过程中，上部材料受螺纹搅拌针驱动向下流动，并在搭接界面下部聚集，形成“材料聚集区”，“材料聚集区”推动下部材料向上流动，并向上挤压搭接界面，最终在前进侧形成向上弯曲的钩状结构。此外，轴肩会驱动材料由前进侧向后退侧迁移以填补搅拌头后留下的空腔，这部分材料向下流动时会对后退侧搭接界面产生向下的挤压，它与向上挤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于撞击流的搅拌摩擦搭接方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：将待焊接的第一板材和第二板材装夹在搅拌摩擦焊机的工装上，其中，第一板材与第二板材搭接，且第一板材位于上方，第二板材位于下方；/n步骤二：根据第一板材和第二板材的厚度选择搅拌针长度尺寸合适的搅拌头；/n步骤三：将搅拌头安装在搅拌摩擦焊机的主轴上，搅拌头以≥1000rpm的转速转动，并在焊接起始位置以0.5-3mm/min的速度下扎入待焊接的板材内，当搅拌头的搅拌针达到预定的下扎深度，搅拌头的轴肩深入第一板材0.1-0.5mm时，搅拌头停止下扎并继续旋转1-5min；/n步骤四：搅拌头以15-200的转焊比前进，以促进上、...

【技术特征摘要】
1.一种基于撞击流的搅拌摩擦搭接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将待焊接的第一板材和第二板材装夹在搅拌摩擦焊机的工装上，其中，第一板材与第二板材搭接，且第一板材位于上方，第二板材位于下方；
步骤二：根据第一板材和第二板材的厚度选择搅拌针长度尺寸合适的搅拌头；
步骤三：将搅拌头安装在搅拌摩擦焊机的主轴上，搅拌头以≥1000rpm的转速转动，并在焊接起始位置以0.5-3mm/min的速度下扎入待焊接的板材内，当搅拌头的搅拌针达到预定的下扎深度，搅拌头的轴肩深入第一板材0.1-0.5mm时，搅拌头停止下扎并继续旋转1-5min；
步骤四：搅拌头以15-200的转焊比前进，以促进上、下板材料分别向下、向上剧烈流动，形成充分撞击流；
步骤五：达到焊缝终点后，回抽搅拌头，整个焊接过程完成。


2.根据权利要求1所述的一种基于撞击流的搅拌摩擦搭接方法，其特征在于：所述方法中的搅拌头为内凹型相向螺纹搅拌头，所述内凹型相向螺纹搅拌头由上至下依次包括夹持部、过渡部、轴肩及搅拌针，所述搅拌针分为搅拌针上部和搅拌针下部，靠近轴肩部分为搅拌针上部，其余部分为搅拌针下部；搅拌针上部由上至下直径逐渐递减，搅拌针下部由下至上直径逐渐递减，最终在所述搅拌针上部和搅拌针下部对接处形成凹陷；所述搅拌针上部外表面和搅拌针下部外表面分别设置有旋向相反的螺纹，当搅拌针上部外表面设置有左旋螺纹、搅拌针下部外表面设置有右旋螺纹时，搅拌头采用顺时针旋转进行焊接；当搅拌针上部外表面设置有右旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬书得，张芷晴，宋崎，马钟玮，胡为，龚鹏，熊需海，王留芳，
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