一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法，包括以下步骤：将焊具及焊具表面残留的被焊材料加热升温至第一预设温度；将加热后的焊具及焊具表面残留的被焊材料冷却降温至第二预设温度；去除冷却后的焊具表面残留的被焊材料。本发明专利技术的一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法，通过将焊具加热至第一预设温度后进行急冷，利用焊具与残留被焊材料的热物理性能差异，使得焊具表面的残留被焊材料与焊具分离，方便将残留被焊材料去除，达到无损伤方式自动清除焊具表面粘接的残留被焊材料的目的，保护焊具，延长焊具使用寿命，提升搅拌摩擦焊接过程的稳定性、可靠性和焊缝质量，提高焊接质量，操作简单，省时省力，实用性强。实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法


[0001]本专利技术涉及搅拌摩擦焊
，尤其涉及一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法。

技术介绍

[0002]搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，FSW)是1991年在英国焊接研究所(The Welding Institute，简称TWI)专利技术的一种新型固相焊接方法，其基本工作原理是用一个具有轴肩或带有搅拌针的焊具进行高速旋转，焊具与工件之间产生大量的摩擦热和塑性变形热，使工件材料局部塑化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，塑化材料在焊具的作用下由前部移向后部，并在焊具的挤压作用下形成致密的固相焊缝。搅拌摩擦焊克服了传统熔焊过程中易产生裂纹和气孔等焊接缺陷的问题，使难于熔焊的部分材料实现了可靠的优质焊接，被广泛应用于航空航天、船舶、汽车等领域。搅拌针是搅拌摩擦焊过程中与被焊材料直接接触最多的一部分，其大小、形状会直接影响焊缝成型质量和接头强度；对于特定的被焊材料，通常有特定形状的搅拌头与之对应，保证焊接过程中材料内部的流动性强、减薄量适度等要求，以达到最佳的焊接效果。
[0003]但是，在搅拌摩擦焊焊接铝合金过程中，塑性软化的铝合金会沿搅拌针流动，部分铝屑焊接完成冷却后会附着在搅拌针上，导致搅拌针磨损、搅拌针与轴肩同轴度下降、易折断寿命下降、焊接材料时流动性下降等问题，并且在后续焊接其他材料，如镁合金、铜合金时，铝屑会混入焊接材料中，导致材料不纯、焊接质量下降等问题。因此，非常有必要及时去除搅拌摩擦焊焊具表面残留的铝屑。
[0004]目前，去除搅拌摩擦焊焊具表面残留被焊材料，大部分采用机械打磨方法。其中一种是人工手动去除方法，由工人用锉刀、螺丝刀头、砂纸慢慢打磨去除，去除效率低，残留被焊材料去除不完全。另一种是采用机械车刀去除方法，例如公开号为CN210908150U的中国专利公开了一种活塞环沟去铝屑车刀，包括刀杆，刀杆的前端设有至少两个以上间隔设置的刮屑齿，各刮屑齿分别对应刮一环沟内的铝屑；该车刀可以去除比较规则的环沟内的铝屑，但无法去除复杂形状表面附着的铝屑，并且一个除屑刀对应一种环沟，不具备通用性和柔性化特点；而且采用机械车刀去除铝屑的方式，对工人的操作和经验要求很高，极容易对焊具产生不可逆的损坏，影响后续的焊接。
[0005]需要说明的是，上述内容属于专利技术人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法，能够自动清除焊具表面粘接的残留被焊材料，同时避免对焊具造成损伤，保护焊具，延长焊具使用寿命，有利于提升搅拌摩擦焊接过程的稳定性、可靠性和焊缝质量，提高焊接质量，实用性强，适合推广应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提出了一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方
法，包括以下步骤：
[0008]步骤一、将焊具及焊具表面残留的被焊材料加热升温至第一预设温度；
[0009]步骤二、将加热后的焊具及焊具表面残留的被焊材料冷却降温至第二预设温度；
[0010]步骤三、去除冷却后的焊具表面残留的被焊材料。
[0011]在一个示例中，所述步骤一中的第一预设温度低于焊具的相变温度。
[0012]在一个示例中，所述步骤二中的第二预设温度高于焊具的韧脆转变温度。
[0013]在一个示例中，根据焊具材料和被焊材料确定第一预设温度和第二预设温度；所述步骤二中的降温速度大于20℃/s。
[0014]在一个示例中，所述步骤一中采用加热装置对焊具及焊具表面残留的被焊材料进行加热，所述加热装置为火焰加热装置或者电磁感应加热装置。
[0015]在一个示例中，所述步骤一具体包括以下步骤：
[0016]步骤1.1、将表面残留有被焊材料的焊具装夹固定，并将加热装置紧邻焊具及残留于焊具表面的被焊材料固定设置；
[0017]步骤1.2、启动加热装置，对焊具及焊具表面残留的被焊材料进行加热；
[0018]步骤1.3、焊具及焊具表面残留的被焊材料被加热升温至第一预设温度后，关闭并移除加热装置。
[0019]在一个示例中，所述步骤二中采用高压冷气体、液氮、干冰或者冷却液对加热后的焊具及焊具表面残留的被焊材料进行冷却。
[0020]在一个示例中，所述步骤1.1还包括：将冷气管道的入口连接冷气源、出口邻近并朝向焊具及焊具表面残留的被焊材料设置；所述步骤二具体包括：打开冷气源阀门，通过冷气管道的出口朝向焊具及焊具表面残留的被焊材料喷射高压冷气流，以对加热后的焊具及焊具表面残留的被焊材料进行冷却。
[0021]在一个示例中，所述步骤三中采用高压气体冲击或者软质材料刮擦的方式去除冷却后的焊具表面残留的被焊材料。
[0022]在一个示例中，所述步骤1.1还包括：将高压气体管道的入口连接高压气源、出口邻近并朝向焊具及焊具表面残留的被焊材料设置；所述步骤三具体包括：打开高压气源阀门，通过高压气体管道的出口朝向冷却后的焊具及焊具表面残留的被焊材料喷射高速气流，以吹除残留被焊材料。
[0023]通过本专利技术提出的一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法能够带来如下有益效果：
[0024]1、通过将焊具加热至第一预设温度，然后对焊具进行急冷，利用焊具与残留被焊材料这两种材料本身的热物理性能的差异，使得焊具表面的残留被焊材料与焊具分离，从而可以很方便地将残留被焊材料去除，达到无损伤方式自动清除焊具表面粘接的残留被焊材料的目的，保护焊具，延长焊具使用寿命，有利于提升搅拌摩擦焊接过程的稳定性、可靠性和焊缝质量，提高焊接质量，而且操作简单，省时省力，实用性强，适合推广应用。
[0025]2、第一预设温度低于焊具的相变温度，有效防止焊具受热软化变形，避免焊具受到损伤，保护焊具，延长焊具的使用寿命，实用性强。
[0026]3、第二预设温度高于焊具的韧脆转变温度，防止温度下降过低导致焊具失去应有的韧性并变得脆而易折，避免焊具受到损伤，保护焊具，延长焊具的使用寿命，实用性强。
[0027]4、通过控制冷却速度，防止焊具内部产生较大内应力造成焊具损坏，保护焊具，延长焊具的使用寿命，实用性强。
[0028]5、高压气体冲击和软质材料刮擦的方式均能够方便地去除已经脱离焊具表面的被焊材料，同时避免损伤焊具表面，实现无损伤方式去除焊具表面残留的被焊材料，保护焊具，实现焊接过程中焊具表面残留物的自动清理，保证焊接过程的稳定性及焊缝质量的可靠性，实用性强。
附图说明
[0029]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0030]图1为本专利技术的一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法的示意图。
具体实施方式
[0031]为了更清楚的阐释本专利技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法，包括以下步骤：步骤一、将焊具及焊具表面残留的被焊材料加热升温至第一预设温度；步骤二、将加热后的焊具及焊具表面残留的被焊材料冷却降温至第二预设温度；步骤三、去除冷却后的焊具表面残留的被焊材料。2.根据权利要求1所述的一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法，其特征在于，所述步骤一中的第一预设温度低于焊具的相变温度。3.根据权利要求2所述的一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法，其特征在于，所述步骤二中的第二预设温度高于焊具的韧脆转变温度。4.根据权利要求3所述的一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法，其特征在于，根据焊具材料和被焊材料确定第一预设温度和第二预设温度；所述步骤二中的降温速度大于20℃/s。5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法，其特征在于，所述步骤一中采用加热装置对焊具及焊具表面残留的被焊材料进行加热，所述加热装置为火焰加热装置或者电磁感应加热装置。6.根据权利要求5所述的一种利用温差去除焊具表面残留被焊材料的方法，其特征在于，所述步骤一具体包括以下步骤：步骤1.1、将表面残留有被焊材料的焊具装夹固定，并将加热装置紧邻焊具及残留于焊具表面的被焊材料固定设置；步骤1.2、启动加热装置，对焊具及焊具...

【专利技术属性】
技术研发人员：树西，万龙，黄体方，
申请(专利权)人：昆山万洲特种焊接有限公司，
类型：发明
国别省市：