[发明专利]L型铝合金型材搅拌摩擦焊的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种搅拌摩擦焊的焊接方法，尤其是一种铝合金型材的搅拌摩擦焊的焊接方法，属于材料连接技术领域。

背景技术

搅拌摩擦焊(FSW)是一种新型低温固相连接技术，适用于低熔点合金焊接。1991年由英国焊接研究所(The Welding Institute，TWI)发明(US5460317)，该技术的原理是利用高速旋转的搅拌头插入接缝中，利用搅拌头的强烈摩擦和搅拌作用，使焊接接缝区处于热塑性状态并被破碎、混合，在一定的压力作用下被连接在一起，搅拌头朝焊接方向高速旋转并挤压，而在搅拌头的后方则形成了焊缝，从而完成了固态连接。该技术在航天航空、船舶、高速列车、装甲战车等领域有着广泛应用。搅拌摩擦焊由于是在比被焊合金材料熔点温度低的条件下完成的固态连接，所以金属材料没有熔化，焊接收缩变形小和力学性能损失低，有着突出的优点。目前，搅拌摩擦焊对接焊缝，包括平板对接和曲面对接，均有较成熟的技术与设备，申请号200610031319.6的中国专利申请公开说明书中介绍了一种搅拌摩擦焊角接外侧焊方法，该方法通过在成一定角度两被焊件上面添加两辅助工艺垫块，从而构成搅拌摩擦焊所需的平面，将任意角度的角接焊转化为类似平板的对接焊，但该方法只能用于普通平板类焊件的角接焊。

铝合金材料广泛用于工业和民用领域，近年来特殊形状的铝合金型材的应用越来越广泛。目前，随着液晶电视的尺寸越来越大，电视边框原来使用的工程塑料已经不能满足强度和刚度的要求，需要采用铝合金型材来制造液晶电视的边框。但由于液晶电视边框所采用的铝合金型材是一种特殊的L型铝合金型材，其长、短边的内侧各有一个小凸台，采用传统的铝合金焊接传统的焊接方法，如TIG焊(钨极惰性气体弧焊)，MIG焊(熔化极惰性气体保护焊)，是不可能保证焊接后凸台的形状和尺寸，并且铝合金型材在熔化焊后的焊接变形也是家电产品所不能接受的。

显然，现有的焊接方法不能很好地适应这种特殊形状铝合金型材的焊接，需要采用新的焊接方法，如搅拌摩擦焊方法来焊接。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对具有特殊形状铝合金型材的进行搅拌焊接时，由于型材厚度不均匀和形状特殊等问题所造成的技术难点，现有的技术难以达到理想的效果，需要一种能适合特殊铝合金型材，如液晶电视边框所使用的长、短边端头的内侧各有一个小凸台的铝合金型材的搅拌摩擦焊接方法。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案为：

一种L形铝合金型材搅拌摩擦焊的焊接方法，包括反面焊接、正面焊接；所述反面焊接和正面焊接的相同步骤如下：

1)、在L形型材的短边外侧，装配辅助垫块；在L形型材的内侧，装配另一种辅助垫块；将所述辅助垫块、两根对接的L形型材和另一种辅助垫块，利用工装横向夹紧在焊接工作台上，形成一矩形剖面结构；

2)、将特殊搅拌头装在搅拌摩擦焊机上，并运动到焊接位置，

3)、从起点开始焊接，主轴旋转并逐渐插入辅助垫块，当完全插入后，停留10～20秒，然后向焊接方向点水平移动，到达终点后结束焊接，抽出搅拌头，停止主轴转动。

前述的L型铝合金型材搅拌摩擦焊的焊接方法，其中所述反面焊接或正面焊接焊接参数为：主轴旋转速度800～1000转/分，主轴倾角2～4°，焊接速度80～250毫米/分。

前述的L型铝合金型材搅拌摩擦焊的焊接方法，其中所述辅助垫块为一形状与所述L形型材的内侧形状相吻合的铝合金块。所述另一种辅助垫块为一厚度与L形型材的短边高度相等的铝合金块，所述辅助垫块长度为30～50毫米。

前述的L型铝合金型材搅拌摩擦焊的焊接方法，其中所述反面焊接时，L形型材的短边向上，辅助垫块装配在所述L形型材内侧的上方，特殊搅拌头的摩擦面接触L型材的内表面，焊接后，用机械加工方法将辅助垫块去除。

前述的L型铝合金型材搅拌摩擦焊的焊接方法，其中所述正面焊接时，L形型材的短边向下，辅助垫块装配在所述L形型材内侧的下方，所述搅拌头摩擦面接触L形型材的外表面。

前述的L型铝合金型材搅拌摩擦焊的焊接方法，其中所述特殊搅拌头突出的搅拌针的长度比被焊的L形型材的短边长度短0.1-0.2毫米。