【技术实现步骤摘要】
摩擦搅动焊接组件和形成摩擦搅动焊接组件的方法
本专利技术涉及摩擦搅动焊接(friction stir weld)以及摩擦搅动焊接的组件。更具体地说,本专利技术涉及将相对薄的肋板元件连接到材料的相对薄的片状部分上的搅动焊接的T形接头。
技术介绍
摩擦搅动焊接提供了优于其他焊接方法的优点。可能最显著的优点在于摩擦搅动焊接保持了与被焊接元件的材料相关的强度的绝大部分。这可以实现坚固的焊接结构,而不需要后续的退火和热处理。从而,在一个组件不能够退火和/或热处理的情况下,摩擦搅动焊接可能是焊接这种组件的唯一可接受方法。尽管具有这些优点,但是仍存在一些与摩擦搅动焊接相关联的缺点。这种缺点中的一个就是用来形成搅动焊缝的搅动焊接工具在搅动焊接过程中对组件施加了一个明显的力。因此,这个力必须由组件抵抗,而组件的强度和刚性必须足够大来避免断裂和/或不可接受的偏转。另一个缺点在于搅动焊接工具相对于组件的各部件的移动会导致各部件相对彼此的不期望的运动。再一缺点在于在焊接过程中要求搅动焊接工具的移动相对精确,结果,这个运动通常利用复杂的机器,如CNC垂直或多轴铣床来自动操作。
技术实现思路
本专利技术解决了与现有技术中的搅动焊接技术相关联的一些缺点。尤其是,本专利技术解决了与在相对薄壁的肋板和蒙皮片材之间形成搅动焊接的T形接头相关的问题。另外,本专利技术解决了与在这种组件上形成搅动焊缝时所需的加工相关的问题。在本专利技术的第一方面中,搅动焊接T形接头的方法包括将第一元件组-->装到第二元件上并将第一元件搅动焊接到第二元件上。第一元件包括具有相对的第一和第二表面的材料的薄的片状部分,并 ...
【技术保护点】
一种搅动焊接T形连接的方法,包括:将第一元件组装到第二元件上,第一元件包括材料的薄的片状部分,其具有相对的第一和第二表面,且第一元件还包括相对的约束表面,该约束表面相对于片状部分的第一表面以一定角度取向,第二元件包括具有末端边缘余量 的肋板,组装包括将第二元件的肋板的边缘余量与第一元件相接合,使得第二元件的肋板以远离第一元件的第一表面的角度延伸,并且使得边缘余量定位在第一元件的约束表面之间;以及通过将搅动焊接工具接合在第一元件的第二表面上来将第一元件搅动焊接到第 二元件上,搅动焊接在第一和第二元件根据前面将第一元件组装到第二元件上的步骤而彼此组装的前提下发生,在搅动焊接过程中第一元件的约束表面限制第二元件的边缘余量相对于第一元件移动。
【技术特征摘要】
US 2003-7-17 10/622,8881.一种搅动焊接T形连接的方法,包括:将第一元件组装到第二元件上,第一元件包括材料的薄的片状部分,其具有相对的第一和第二表面,且第一元件还包括相对的约束表面,该约束表面相对于片状部分的第一表面以一定角度取向,第二元件包括具有末端边缘余量的肋板,组装包括将第二元件的肋板的边缘余量与第一元件相接合,使得第二元件的肋板以远离第一元件的第一表面的角度延伸,并且使得边缘余量定位在第一元件的约束表面之间;以及通过将搅动焊接工具接合在第一元件的第二表面上来将第一元件搅动焊接到第二元件上,搅动焊接在第一和第二元件根据前面将第一元件组装到第二元件上的步骤而彼此组装的前提下发生,在搅动焊接过程中第一元件的约束表面限制第二元件的边缘余量相对于第一元件移动。2.如权利要求1所述的方法,其中,第一和第二元件各自形成为邻接材料的单独的整体元件,其中,第一和第二元件中的一个包括形成它的整体元件的一部分的加工部分,该方法还包括在将第一元件搅动焊接到第二元件上的过程中通过加工部分将第一和第二元件固定到搅动焊接装置上,以及在将第一元件搅动焊接到第二元件上之后将加工部分从第一和第二元件上去除。3.如权利要求2所述的方法,其中,加工部分形成第二元件的整体元件的一部分,并在从第一元件和第二元件分离之前形成围绕第二元件的肋板的环。4.如权利要求2所述的方法,其中,加工部分构成第一加工部分,该第一加工部分形成第一和第二元件中的一个的整体元件的一部分,并且第一和第二元件中的另一个包括第二加工部分,该第二加工部分形成其整体元件的一部分,该方法还包括在将第一元件搅动焊接到第二元件上步骤的过程中通过第一和第二加工部分将第一和第二元件相互固定,以及在将第一元件搅动焊接到第二元件上之后,将第二加工部分从第一和第二元件上去除。5.如权利要求1所述的方法,其中,第一元件的约束表面彼此平行地延伸,并在它们之间形成沟槽,组装的步骤还包括将第二元件的肋板的边缘余量插入到第一元件的沟槽中。6.如权利要求5所述的方法,其中,第一元件还包括一对闭锁表面,该对闭锁表面与第一元件的片状部分的第一表面相对,第一元件的约束表面定位在闭锁表面和第一表面之间,且肋板具有相对的第一和第二表面,肋板的边缘余量包括一对闭锁表面,肋板的第一和第二表面定位在肋板的闭锁表面之间,另外,组装的步骤还包括将第一元件的闭锁表面与第二元件的闭锁表面以限制肋板远离第一元件的第一表面移动的方式彼此啮合。7.如权利要求6所述的方法,其中,组装的步骤还包括随着第二元件的肋板的边缘余量插入到第一元件的沟槽中,弹性偏移第一元件的闭锁表面彼此远离,并使允许第一元件的闭锁表面彼此朝向地弹性移动,使得第二元件的肋板的闭锁表面定位在第一元件的闭锁表面和第一元件的片状部分之间。8.一种搅动焊接的方法,包括:由原料形成第一和第二元件,第一和第二元件中的一个包括加工部分,该加工部分形成为相应元件的材料的邻接部分,第一元件包括薄的片状部分,该盘状部分形成为第一元件的材料的邻接部分,第二元件包括肋板,该肋板形成为第二元件的材料的邻接部分,肋板具有末端边缘余量;利用搅动焊接装置将第二元件的肋板的边缘余量搅动焊接到第一元件的片状部分上,使得形成搅动焊接的T形接头,第一和第二元件在搅动焊接过程中通过加工部分固定到搅动焊接装置上;以及在形成搅动焊接的T形接头之后,将加工部分与第一和第二元件分离。9.如权利要求8所述的方法,其中,形成第一元件以第一元...
【专利技术属性】
技术研发人员:基思A扬,约翰A鲍曼,凯文G韦马克,
申请(专利权)人:波音公司,
类型:发明
国别省市:US[美国]
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