一种预置异质金属夹层的搅拌摩擦增材制造方法技术

一种预置异质金属夹层的搅拌摩擦增材制造方法，所属搅拌摩擦焊领域，本发明专利技术设计异质金属夹层为原子半径与增材基板或增材复板的第一微量元素的原子半径r差值的绝对值为x的纯金属箔，0＜x≤0.15r，使异质金属夹层与增材基板和增材复板的界面间发生原子互相扩散并形成良好的固溶体而非硬脆性金属间化合物，从而提高搅拌摩擦增材过程中发生位置迁移的钩状界面的结合强度，达到提高增材结构的力学性能的目的，并获得高质量的搅拌摩擦搭焊接头和优质的搅拌摩擦增材结构。本发明专利技术的增材制造方法操作方便，成本较低，具有良好的可实现性，适用于大范围推广应用。用于大范围推广应用。用于大范围推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种预置异质金属夹层的搅拌摩擦增材制造方法


[0001]本专利技术属于搅拌摩擦焊领域，特别涉及一种预置异质金属夹层的搅拌摩擦增材制造方法。

技术介绍

[0002]搅拌摩擦焊作为一种新型固相焊接技术，可以避免传统熔焊中常见的气孔、夹杂、裂纹等缺陷，目前已广泛应用于各类金属的高质量焊接。随着增材制造技术的快速发展，基于搅拌摩擦搭焊原理的搅拌摩擦增材制造技术也受到了越来越多的关注。在搅拌摩擦增材制造过程中，焊具搅拌针直接搅拌区域的初始搭接界面在焊具热机综合作用下发生破碎并形成新的增材区组织，而处于搅拌针边缘的初始搭接界面则发生了垂直方向上的迁移并形成了一种弱结合状态的钩状界面结构。增材区在承载过程中，钩状界面结构极易产生高度应力集中而开裂失效，从而降低材料力学性能。因此，提升钩状界面结构的结合强度对提高搅拌摩擦搭焊接头乃至搅拌摩擦增材构件的性能都具有重要意义。
[0003]专利CN109877441A公开了一种通过对搭焊位置实施正反双道次焊接来抑制初始搭接界面迁移的方法，虽然在削弱钩状界面结构方面取得了一定的效果，但这种方法对焊缝施加了两次焊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预置异质金属夹层的搅拌摩擦增材制造方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1：焊前准备将增材基板、增材复板以及异质金属夹层进行表面清理，将增材基板、异质金属夹层和增材复板依次叠加放置在焊接工作台上，形成“增材基板
‑
异质金属夹层
‑
增材复板”结构的组件，其中“异质金属夹层
‑
增材复板”构成增材组件；而后用工装夹具对所有组件进行装卡定位；然后将焊具安装在搅拌摩擦焊焊机主轴上，并调整至增材组件的初始位置；所述异质金属夹层为原子半径与增材基板或增材复板的第一微量元素的原子半径r差值的绝对值为x的纯金属箔，0＜x≤0.15r；步骤2：增材焊接启动搅拌摩擦焊焊机主轴，使焊具沿焊接设计的直线或曲线路径对增材组件实施焊接；设置搅拌摩擦焊的焊接参数为：焊机主轴倾角为0～3
°
，焊具的旋转速度为500～8000r/min，焊具的行进速度为10～1000mm/min，焊具的轴肩压入量为0.05～0.3mm；焊接结束后，得到“基板+复板”两层结构的预置异质金属夹层的搅拌摩擦增材构件；步骤3：然后将新的异质金属夹层和增材复板依次叠加放置在焊后增材构件的增材复板上表面，形成新的“异质金属夹层
‑
增材复板”增材组件；而后用工装夹具对所有组件进行装卡定位；然后将焊具安装在搅拌摩擦焊焊机主轴上，并调整至增材组件的初始位置；重复上述步骤2进行增材焊接，焊接结束后，得到“基板+复板+...

【专利技术属性】
技术研发人员：张会杰，刘旭，孔旭亮，高秋志，宫明龙，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：