基于搅拌摩擦的裂纹修复方法技术

基于搅拌摩擦的裂纹修复方法，主要解决现有技术修复成本高、修复质量差、裂纹反复出现的问题。该方法针对板壳类金属结构表面裂纹与贯穿裂纹进行修复，使含裂纹工件能够达到重新使用的要求。其具体方法为先根据裂纹位置、尺寸、待修复材料与结构特征等设计制造摩擦修复工具。通过修复工具的旋转实现轴肩与修复材料表面的摩擦，从而使修复区金属在摩擦热的作用下达到热塑性状态，利用修复工具轴肩的旋转与顶锻作用实现裂纹周围热塑性金属的流动转移与动态再结晶，从而实现对裂纹的填补修复。具有方法简单，对母材损伤小，可以实现工程裂纹的快速、等强度与原位修复，修复过程经济环保。本发明专利技术可用于航空航天、船舶制造、汽车、轨道交通等领域的裂纹修复，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，适合于多种金属材料和结构的表面与贯穿裂纹修复，属于缺陷修复

技术介绍
工程结构在服役过程中由于受到外力冲击、环境腐蚀等因素影响，会在表面产生大量缺陷；工程材料也会由于加工过程(比如焊接、热处理、铸造等)在内部产生孔洞、微裂纹等缺陷。以上所述缺陷最终会导致工程结构出现表面浅裂纹或贯穿表面的深裂纹。材料或结构中危害最大的缺陷就是裂纹，裂纹往往具有多发性、突发性和重复性，并能在载荷作用下逐步扩展导致结构断裂，由裂纹引起的断裂所发生的机械零部件及金属结构的失效，是工程中最重要、最常见的失效模式。据统计，断裂事故中80%以上是由于裂纹扩展导致的，国内外的压力容器、钻井平台、石油管道、原子能反应堆、发动机壳体及叶片、飞机起落架和蒙皮等关键构件均发生过断裂事故，这些灾难性事故大多是由表面裂纹或贯穿裂纹扩展引起的。飞机、船舶、汽车、桥梁、矿山机械、冶金机械、工程机械、动力机械和起重运输机械等工程领域的各个方面都对由裂纹引起的断裂非常重视。而且随着服役时间的延长，工程构件出现裂纹的情况会越来越多，如果能够在裂纹扩展到断裂之前对之实施修复，就可以避免灾难性事故的发生，延长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于搅拌摩擦的裂纹修复方法，其特征在于：该方法根据裂纹出现的部位、裂纹尺寸与待修复材料与结构特征设计制造搅拌摩擦修复工具，表面裂纹采用无针修复工具；贯穿裂纹采用有针的修复工具，通过修复工具的旋转实现轴肩与修复材料表面的摩擦，从而使修复区金属在摩擦热的作用下达到热塑性状态，利用修复工具轴肩，即：搅拌针的旋转搅拌与顶锻作用实现裂纹周围热塑性金属的流动转移与动态再结晶，从而实现对裂纹的填补修复。

【技术特征摘要】
1.一种基于搅拌摩擦的裂纹修复方法，其特征在于:该方法根据裂纹出现的部位、裂纹尺寸与待修复材料与结构特征设计制造搅拌摩擦修复工具，表面裂纹采用无针修复工具；贯穿裂纹采用有针的修复工具，通过修复工具的旋转实现轴肩与修复材料表面的摩擦，从而使修复区金属在摩擦热的作用下达到热塑性状态，利用修复工具轴肩，即:搅拌针的旋转搅拌与顶锻作用实现裂纹周围热塑性金属的流动转移与动态再结晶，从而实现对裂纹的填补修复。2.如权利要求1所述的基于搅拌摩擦的裂纹修复方法，其特征在于:所述修复工具的尺寸为:对于表面裂纹，轴肩直径可取5-10mm，无需搅拌针；对于贯穿裂纹，搅拌针长度长于裂纹最大深度0.5-5mm，搅拌针平均直径等于裂纹最大深度的0.9-1.1倍，轴肩直径为搅拌针直径的3-4倍。3.如权利要求1所述的基于搅拌摩擦的裂纹修复方法，其特征在于:所述修复工具材料为工具钢，对于贯穿裂纹，搅拌针表面加工有螺纹。4.如权利要求1所述的基于搅拌摩擦的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，回丽，许良，马少华，周松，李平赟，张宁，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：