一种提高水下搅拌摩擦焊接接头塑性的方法技术

一种提高水下搅拌摩擦焊接接头塑性的方法，它涉及一种搅拌摩擦焊接及改性处理方法，以解决可热处理强化铝合金水下搅拌摩擦焊接接头塑性降低的问题。方法：一、用卡具将被焊工件与不锈钢垫板牢固定位，水槽中的水面高出被焊工件上端面３０ｍｍ；二、将焊具沿着被焊工件的对接面进行搅拌摩擦焊接，焊接参数为转速８００转／分钟、焊接速度１００毫米／分钟，形成连接焊缝；三、将焊具退回到连接焊缝的起始位置，然后向连接焊缝的一侧偏移，一次偏移量与连接焊缝的宽度相等，从一次偏移后的起始位置开始进行一次改性处理，一次改性处理行进方向与连接焊缝的焊接方向相同，焊具的转速、焊接速度同步骤二，得到一道改性焊缝。本发明专利技术用于搅拌摩擦焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种搅拌摩擦焊接及改性处理方法。
技术介绍
在可热处理强化铝合金的搅拌摩擦焊接过程中，由于受到焊接热循环的影响，使 得接头内部形成了一个硬度值低于母材的区域，即软化区。软化区的形成显著降低了接头 的力学性能。已有研究结果表明，采用水下搅拌摩擦焊接方法，通过利用水介质强烈的吸热 作用，可以有效提高接头的抗拉强度，但同时降低了接头的塑性。针对这一问题，本专利技术提 出了 。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，以解决可热处 理强化铝合金水下搅拌摩擦焊接接头存在塑性降低的问题。本专利技术的方法是通过以下步骤实现的步骤一、焊前准备将被焊工件放置于不 锈钢垫板的上端面上，用卡具将被焊工件与不锈钢垫板牢固定位，然后将水注入到水槽内， 且水面高出被焊工件上端面30 50mm ；步骤二、工件焊接将焊具沿着被焊工件的对接面 进行搅拌摩擦焊接，焊接参数为转速400转/分钟 2000转/分钟、焊接速度50毫米/分 钟 1000毫米/分钟，形成连接焊缝；步骤三、一次改性处理将焊具退回到连接焊缝的起 始位置，然后向连接焊缝的一侧偏移，一次偏移量与连接焊缝的宽度相等，从一次偏移后的 起始位置开始进行一次改性处理，一次改性处理行进方向与连接焊缝的焊接方向相同，一 次改性处理参数与步骤二中的焊接参数相同，即转速400转/分钟 2000转/分钟、焊接 速度50毫米/分钟 1000毫米/分钟，得到一道改性焊缝。本专利技术具有以下优点本专利技术通过一道或多道改性处理，将常规只含有连接焊缝 的接头转变成了既含有连接焊缝又含有一道或多道改性焊缝的接头，由此增大了焊接接头 的塑性变形能力，从而有效提高接头的塑性。附图说明图1是本专利技术具体实施方式五的结构主剖视图(图1也是具体实施方式一的步骤 示意图)。具体实施例方式具体实施方式一结合图1说明本实施方式，本实施方式是通过以下步骤实现的 步骤一、焊前准备将被焊工件5放置于不锈钢垫板2的上端面上，用卡具6将被焊工件5与 不锈钢垫板2牢固定位，然后将水注入到水槽1内，且水面高出被焊工件上端面30 50mm ； 步骤二、工件焊接将焊具7沿着被焊工件5的对接面进行搅拌摩擦焊接，焊接参数为转速 400转/分钟 2000转/分钟、焊接速度50毫米/分钟 1000毫米/分钟，形成连接焊缝A ；步骤三、一次改性处理将焊具7退回到连接焊缝A的起始位置0，然后向连接焊缝A的 一侧偏移，一次偏移量tl与连接焊缝A的宽度b相等，从一次偏移后的起始位置0'开始进 行一次改性处理，一次改性处理行进方向与连接焊缝A的焊接方向相同，一次改性处理参 数与步骤二中的焊接参数相同，即转速400转/分钟 2000转/分钟、焊接速度50毫米/ 分钟 1000毫米/分钟，得到一道改性焊缝Bi。由于一道改性焊缝Bl与连接焊缝A所用 的工艺参数相同，因而改性处理不会对接头强度产生影响，但改性焊缝的存在会增加接头 的塑性变形能力，从而提高了接头的塑性。具体实施方式二 结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤一和步骤二中的 被焊工件5的材质为铝、铝合金、镁或镁合金。其它步骤与具体实施方式一相同。具体实施方式三结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤一中水面高出被 焊工件上端面30mm。其它步骤与具体实施方式一相同。具体实施方式四结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤二中焊具7的转速 为800转/分钟，焊接速度100毫米/分钟。上述焊接参数为焊具7的最佳值。其它步骤 与具体实施方式一相同。具体实施方式五结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤三中焊具7的转 速为800转/分钟，焊接速度100毫米/分钟。上述焊接参数为焊具7的最佳工艺参数值。 其它步骤与具体实施方式一相同。具体实施方式六结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤三中的一次改性 处理过程与步骤二中的焊接过程应连续进行。这样有利于提高改性效率。其它步骤与具体 实施方式一相同。具体实施方式七结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同 的是它还包括步骤四在一道改性焊缝Bl的基础上进行二次改性处理将焊具7退回到连 接焊缝A的起始位置0，然后以连接焊缝A为对称中心，向一道改性焊缝Bl相对称的一侧 偏移，二次偏移量t2与连接焊缝A的宽度b相等，从二次偏移后的起始位置0开始进行 二次改性处理，二次改性处理行进方向与连接焊缝A的焊接方向相同，二次改性处理参数 与步骤二中的焊接参数相同，即转速400转/分钟 2000转/分钟、焊接速度50毫米/分 钟 1000毫米/分钟，得到二道改性焊缝B2 ；依次类推，在二道改性焊缝B2的基础上进行 多道改性处理，每道改性焊缝相对于前一改性焊缝的偏移距离均与连接焊缝A的宽度b相 等。本实施方式能进一步提高搅拌摩擦焊接接头的塑性。可根据接头的塑性指标选择改性 道次，以满足不同工况的需求。其它步骤与具体实施方式一相同。具体实施方式八结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤四中焊具7的转速 为800转/分钟，焊接速度100毫米/分钟。上述焊接参数为焊具7的最佳值。其它步骤 与具体实施方式七相同。具体实施方式九结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤四中的二次改性 处理过程与步骤三中的一次改性处理过程应连续进行。这样有利于提高改性效率。其它步 骤与具体实施方式七相同。本专利技术的应用实例(1)、以几何尺寸为300mmX IOOmmX 7. 5mm的2219-T6铝合金板为例，在水下环境中进行焊接和一次改性处理让水面高出被焊铝合金板上端面30mm，焊具7的转速为800转/分钟，焊接速度100毫米/分钟，焊接所得连接焊缝宽度为22mm，一道改性焊缝的宽 度为22mm。根据国家标准GB/T2651-2008设计标准拉伸试样，拉伸测试结果表明，只包含 连接焊缝的接头断后伸长率为7. 6%，包含连接焊缝和一道改性焊缝的接头断后伸长率为 12. 6%。由此可见，采用改性处理方法能够显著提高水下搅拌摩擦焊接接头的塑性。 (2)、以几何尺寸为300mmX100mmX7. 5mm的2219-T6铝合金板为例，在水下环境 中进行焊接、一次改性处理和二次改性处理让水面高出被焊工件上端面30mm，焊具7的转 速为800转/分钟，焊接速度100毫米/分钟，焊接所得连接焊缝宽度为22mm，一道改性焊 缝的宽度为22mm，二道改性焊缝的的宽度为22mm。根据国家标准GB/T2651-2008设计标准 拉伸试样，拉伸测试结果表明，只包含连接焊缝的接头断后伸长率为7. 6%，包含连接焊缝、 一道改性焊缝和二道改性焊缝的接头断后伸长率为17.5%。由此可见，采用多道改性处理 方法更能显著提高水下搅拌摩擦焊接接头的塑性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高水下搅拌摩擦焊接接头塑性的方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一、焊前准备：将被焊工件（５）放置于不锈钢垫板（２）的上端面上，用卡具（６）将被焊工件（５）与不锈钢垫板（２）牢固定位，然后将水注入到水槽（１）内，且水面高出被焊工件上端面３０～５０ｍｍ；步骤二、工件焊接：将焊具（７）沿着被焊工件（５）的对接面进行搅拌摩擦焊接，焊接参数为转速４００转／分钟～２０００转／分钟、焊接速度５０毫米／分钟～１０００毫米／分钟，形成连接焊缝（Ａ）；步骤三、一次改性处理：将焊具（７）退回到连接焊缝（Ａ）的起始位置（Ｏ），然后向连接焊缝（Ａ）的一侧偏移，一次偏移量（ｔ１）与连接焊缝（Ａ）的宽度（ｂ）相等，从一次偏移后的起始位置（Ｏ′）开始进行一次改性处理，一次改性处理行进方向与连接焊缝（Ａ）的焊接方向相同，一次改性处理参数与步骤二中的焊接参数相同，即转速４００转／分钟～２０００转／分钟、焊接速度５０毫米／分钟～１０００毫米／分钟，得到一道改性焊缝（Ｂ１）。

【技术特征摘要】
一种提高水下搅拌摩擦焊接接头塑性的方法，其特征在于所述方法是通过以下步骤实现的步骤一、焊前准备将被焊工件(5)放置于不锈钢垫板(2)的上端面上，用卡具(6)将被焊工件(5)与不锈钢垫板(2)牢固定位，然后将水注入到水槽(1)内，且水面高出被焊工件上端面30～50mm；步骤二、工件焊接将焊具(7)沿着被焊工件(5)的对接面进行搅拌摩擦焊接，焊接参数为转速400转/分钟～2000转/分钟、焊接速度50毫米/分钟～1000毫米/分钟，形成连接焊缝(A)；步骤三、一次改性处理将焊具(7)退回到连接焊缝(A)的起始位置(O)，然后向连接焊缝(A)的一侧偏移，一次偏移量(t1)与连接焊缝(A)的宽度(b)相等，从一次偏移后的起始位置(O′)开始进行一次改性处理，一次改性处理行进方向与连接焊缝(A)的焊接方向相同，一次改性处理参数与步骤二中的焊接参数相同，即转速400转/分钟～2000转/分钟、焊接速度50毫米/分钟～1000毫米/分钟，得到一道改性焊缝(B1)。2.根据权利要求1所述一种提高水下搅拌摩擦焊接接头塑性的方法，其特征在于步 骤一和步骤二中的被焊工件(5)的材质为铝、铝合金、镁或镁合金。3.根据权利要求1所述一种提高水下搅拌摩擦焊接接头塑性的方法，其特征在于步 骤一中水面高出被焊工件上端面30mm。4.根据权利要求1所述一种提高水下搅拌摩擦焊接接头塑性的方法，其特征在于步 骤二中焊具(7)的转速为800转/分钟，焊接速度100毫米/分钟。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会杰，张会杰，赵运强，于雷，黄永宪，张超群，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]