[发明专利]一种钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法

权利要求书

1.一种钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，包括以下操作：

在匙孔中预置钎料，然后在匙孔内加入填充块，利用无针搅拌头旋转、摩擦T型填充块并下压，钎料接受传导热而熔化；液态钎料在由匙孔和填充块组成的密闭环境内，受到填充块的挤压和搅拌，液态钎料被驱动而流动，饱满填充匙孔底部间隙；由于液态钎料的不可压缩性，其还沿侧壁界面向上返流，填充侧壁剩余间隙，并溶解侧壁界面；利用液态钎料同时实现侧壁和底部界面的致密化与合金化。

2.如权利要求1所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将搅拌摩擦焊匙孔上部进行扩孔处理，加工成上宽下窄的台锥形的匙孔，并预清理其内壁；

2）制备T型填充块；

3）将钎料预置于台锥形孔底部；

4）将T型填充块预置入台锥形孔内，并使T型盖头露出一定高度；

5）启动无针搅拌头，旋转、摩擦T型填充块并下压，使T型填充块向匙孔中挤压；

6）搅拌头下压到与待补焊工件上表面基本平齐时，原位摩擦一定时间；

7）去除飞边，使填充表面光滑。

3.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的步骤2）是以扩孔内径为基准，按紧配合原则制备T型填充块，其底部触及或不触及钎料；

T型填充块的材质与母材相同，其中，T型填充块的T型圆盖头的直径接近或等于搅拌头直径，T型圆盖头的厚度为1～3mm。

4.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的步骤3）是将金属的钎料预置于台锥形匙孔底部。

5.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的步骤4）中T型盖头露出的高度为1～3mm。

6.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的步骤5）是启动在T型填充块上表面的无针搅拌头，旋转、摩擦并下压，利用无针搅拌头与T型盖头之间的摩擦热和无针搅拌头的下压力，使T型填充块一边受热一边往台锥形匙孔中旋压；

在T型填充块未完全压入台锥形匙孔前，已被无针搅拌头驱动而使T形盖头以下的杆部与台锥形匙孔内壁产生相对摩擦而破膜，同时受到无针搅拌头的摩擦加热和下压力作用，T型填充块的杆部升温、软化。

7.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的步骤6）是搅拌头下压到与待补焊工件上表面基本平齐时，原位摩擦的时间为1～18s；

利用无针搅拌头对T型填充块的摩擦、搅拌和扭转，以及钎料受热融化后的液相钎料在压力下的填充和溶解，使T型填充块与台锥形匙孔周围的材料受热软化、变形并破除T型填充块和台锥形匙孔接触面的氧化膜；匙孔底部允许有一定厚度的凝固态合金化后的钎料存在。

8.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的T型填充块的上半部分为T形盖头，用于和无针搅拌头接触摩擦并将热量传递给整个T型填充块及匙孔周围的材料；下半部分为杆，是用于填充台锥形匙孔的主要部分，其高度大于台锥形匙孔的深度，杆体积大于台锥形匙孔的体积。

9.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的T型填充块为标准T型填充块、双T型填充块或底部为台锥形的非标准T型填充块；

所述填充块还能够替换为圆柱形填充块，圆柱形填充块的高度、体积均应大于台锥形匙孔的高度、体积。

10.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述T型填充块为与待补焊工件一样的材质，或者选择硬度和强度低于无针搅拌头的、与待补焊工件不同的材质。