[发明专利]一种控制搅拌摩擦焊接压痕深度的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于机械制造焊接工艺技术领域，特别是涉及搅拌摩擦焊接工艺技术。

背景技术

  搅拌摩擦焊是九十年代，由英国研究发明的一种新的焊接方法，搅拌摩擦焊与常规摩擦焊一样，也是利用摩擦热作为焊接热源。不同之处在于，搅拌摩擦焊焊接过程是由一个带特殊轴肩和探针的柱形搅拌头旋转着插入被焊工件，搅拌头的高速旋转和被焊材料之间的摩擦产生了摩擦热，使材料热塑化，当搅拌头沿着待焊界面向前移动时，热塑化的材料由搅拌头的前部向后部转移，并且在搅拌头的机械挤压作用下，实现工件间的固相连接。但是搅拌摩擦焊接后零件表面留有压痕，图1所示。这种焊接压痕会使零件厚度减薄，影响零件的美观，同时也降低了零件的强度。

目前现有技术中一般采用搅拌摩擦焊后机械加工的方法去除压痕，但该种方法适合于零件体积较小，便于机械加工的零件；而对于大型零件采用机械加工的方法去除压痕效率会比较低，花费的时间会比较长；另一方面，由于零件比较大，定位比较困难，如果要采用特制的夹具进行定位，也会增加成本，所以机械加工的方法不太适合大型零件搅拌摩擦焊接压痕的去除。

发明内容

（1）本发明的目的

为了解决搅拌摩擦焊接后使零件厚度减薄的压痕，本发明提出了一种控制搅拌摩擦焊接压痕深度的工艺方法。

（2）本发明的技术方案

本发明采取的技术方案是：一种控制搅拌摩擦焊接压痕深度的工艺方法，其特征是进行搅拌摩擦焊接前，先将零件进行化学腐蚀，铣去零件焊接区域外的部分，使之变薄，而零件的焊接区域保留凸起。

所述零件进行化学腐蚀前，还包括以下步骤：（1）将零件清洗、干燥，并刷涂保护胶；（2）将零件进行刻型划线，限定焊接区域；（3）沿着划线把防护层切开，去掉零件焊接区域以外的保护胶。

所述零件进行化学腐蚀后，应当充分清洗，去掉零件焊接区域的保护胶。

所述零件进行搅拌摩擦焊接后，打磨去除焊接区域飞边，形成光滑焊缝，使零件表面平整流畅。

所述零件焊接区域的宽度是依据搅拌针轴肩直径来确定的，一般零件焊接区域的宽度比搅拌针轴肩直径大1-2mm；

所述零件焊接区域的保留凸起厚度一般在0.1～0.6mm的范围。

（3）本发明的有益效果

本发明的方法是根据搅拌摩擦焊接技术特点，结合零件的结构，采用了化学铣切工艺，铣去零件焊接区域外的部分，使之变薄，而零件的焊接区域就形成凸起，来弥补搅拌摩擦焊的减薄量。通过工艺试验，零件焊接打磨后表面光滑流畅，无明显凹痕出现。本方法适用于尺寸精度高和形状复杂零件的精密微量铣切加工；也适用于机械加工方法难以加工或无法加工的薄壁、易变形、大面积的零件；不产生切削应力，零件无变形；一次可加工多个零件，还可以同时进行两面加工，生产效率较高。

附图说明

图1没有化铣的零件焊接后的压痕示意图。

图2化铣后的零件示意图。

图3 本发明零件焊接后示意图。

具体实施方式

本发明的一种实施方式如下：一种控制搅拌摩擦焊接压痕深度的工艺方法，它包括以下工艺过程：

（1）将零件表面进行除油、清洗和干燥；

（2）待零件表面干燥后，采用刷涂的方法进行涂敷保护胶；

（3）根据焊接零件的结构及选用的搅拌针轴肩直径，确定零件焊接区域，沿着零件焊接区域的轮廓线把保护胶切开，然后把零件焊接区域外的保护胶去掉。零件焊接区域宽度根据选用的搅拌针轴肩直径大小增加1-2mm，以防止偏差给焊接后带来表面缺陷；

（4）准备好专用化学铣切槽，将上述零件放入化学铣切槽的腐蚀溶液中进行充分的化学铣切，并保证零件上下铣切均匀；

（5）零件在化学铣切槽中取出后，零件要在温水槽和冷水槽中反复清洗2-3次，把零件上的腐蚀液完全去掉；

（6）经过化学铣切的零件清洗后，将焊接区域的保护胶去掉；

（7）将上述零件在专用夹具上与零件的焊接对象进行装配定位；

（8）根据零件结构，选定合适的搅拌摩擦焊接参数，进行零件的搅拌摩擦焊接；

（9）零件完成搅拌摩擦焊接后用打磨的方法或其他方法将焊接区域形成的飞边去除，形成与基体零件同等高度的光滑焊缝。