一种新型管板、棒板旋转摩擦焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种新型管板、棒板旋转摩擦焊接方法，它包括如下步骤：(a)焊接件准备阶段；(b)装夹阶段；(c)接触阶段；(d)下扎阶段；(e)悬停阶段；(f)急停阶段；(g)顶锻维持阶段；(h)焊接结束；(i)焊后处理。本发明专利技术的新型管板、棒板旋转摩擦焊接方法中，依靠待焊管件或待焊棒件的待焊面与待焊板件的待焊面高速摩擦产生热量，同时，通过待焊管件或待焊棒件的待焊面与待焊板件的待焊面之间的接触电阻辅助产热，实现管件与板件、棒件与板件的稳定地固相连接，尤其适用于异质材料间(如铝钢、铝铜、铝镁等)的管板、棒板连接，且设计简单、安装方便，适用性广。适用性广。适用性广。

【技术实现步骤摘要】
一种新型管板、棒板旋转摩擦焊接方法


[0001]本专利技术属于摩擦焊
，具体涉及一种新型管板、棒板旋转摩擦焊接方法。

技术介绍

[0002]摩擦焊技术是一种典型的固态连接技术，具有焊接接头质量好、适于连接同种或异种材料、节能、无污染、热输入低、焊缝微观组织及力学性能良好等诸多优点，尤其是在异种材料连接领域中的普遍适用性，己被广泛应用在航空、航天、船舶、汽车、轨道列车等制造领域。
[0003]英国焊接研究所研发了一种利用嵌入式摩擦焊技术焊接不同硬度材料的方法，这种工艺是把一种硬度较高的材料浸入较软的材料中，然后旋转较硬的材料，两种材料之间产生摩擦热使较软材料达到热塑性状态；塑性材料在摩擦界面产生塑性流动，当焊件冷却后界面处形成了冶金结合，周围的塑性金属固化产生了机械联锁，得到了嵌入摩擦焊焊接接头。但此技术仅适于棒板连接，且由于焊接顶锻过程中焊接接头无强制塑型，导致焊接接头存在严重变形且质量不稳定。
[0004]英国焊接研究所还研发了一种新型的固相连接技术—摩擦叠焊，摩擦叠焊是通过一定数量的摩擦叠焊单元互相重叠而形成的；焊接过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型管板、棒板旋转摩擦焊接方法，其特征是：它包括如下步骤：(a)焊接件准备阶段：待焊板件的材料硬度小于或等于待焊管件或待焊棒件的材料显微硬度值的20HV，待焊板件的厚度大于或等于3mm；(b)装夹阶段：将待焊管件或待焊棒件通过紧固螺钉固定于刀柄上，将待焊板件固定于底座上；(c)接触阶段：待焊管件或待焊棒件的待焊面与待焊板件的待焊面接触后，主轴通过与其固连的刀柄带动待焊管件或待焊棒件以300
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2500r/min的转速高速旋转的同时传递轴向顶锻力，待焊板件固定于底座上静止不动，待焊管件或待焊棒件在此轴向位置停留10
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30s，依靠待焊管件或待焊棒件的待焊面与待焊板件的待焊面高速摩擦产生的热量使接触面材料塑化；(d)下扎阶段：接触面材料塑化，待焊管件或待焊棒件沿轴向以0
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5mm/min的速度下扎，下扎深度小于或等于0.5mm；(e)悬停阶段：待焊管件或待焊棒件下扎到位后，待焊管件或待焊棒件在此轴向位置继续旋转5
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10s使接触面材料充分塑化；(f)急停阶段：悬停阶段结束后，旋转状态的待焊管件或待焊棒件于1s内停止旋转，并继续维持待焊管件或待焊棒件s的顶锻力；(g)顶锻维持阶段：急停阶段结束后，继续维持待焊管件或待焊棒件5
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15s的顶锻力；(h)焊接结束：顶锻维持阶段结束后，松动待焊管件或待焊棒件与刀柄之间的紧固螺钉，抬升刀柄，焊接完成，最终形成固相连接的焊接接头，实现管件与板件或棒件与板件的固相连接；(i)焊后处理：焊接完成后，去除管件焊接接头内外侧飞边或棒件焊接接头外侧飞边。2.根据权利要求1所述的新型管板、棒板旋转摩擦焊接方法，其特征是：所述待焊管件的内侧设置有芯轴，所述芯轴通过紧固螺钉固定安装于刀柄上，所述芯轴的横截面外轮廓与待焊管件的内轮廓相同，所述芯轴与待焊管件为间隙配合且配合间隙为0.03
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0.05mm。3.根据权利要求2所述的新型管板、棒板旋转摩擦焊接方法，其特征是：所述待焊棒件的待焊面为与待焊棒件的横截面一致的平面，或者待焊棒件的待焊端一体成型有圆锥形、圆台形或球形的特征体，所述特征体的高度小于或等于0.3mm，所述特征体与待焊棒件待焊端接触位置的直径小于或等于待焊棒件横截面内接圆直径的三分子二。4.根据权利要求3所述的新型管板、棒板旋转摩擦焊接方法，其特征是：所述顶锻力除以待焊管件或待焊棒件的横截面积得到的强度值小于或等于待焊管件或待焊棒件的材料屈服强度的五分之四...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文权，徐红勇，张雁迪，王苏煜，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：