[发明专利]一种厚壁铝合金中空型材搅拌摩擦焊接结构体

说明书

技术领域

本发明涉及一种搅拌摩擦焊接铝合金型材结构体，尤其适合厚壁铝合金中空型材与铝合金厚板板材的搅拌摩擦焊接，属于材料连接技术领域。

背景技术

搅拌摩擦焊接时，搅拌头旋转插入到待焊接部件中，并在焊接行进过程中始终保持一定的压力与工件接触，在此过程中有很大的力作用在待焊部件上。因此，铝合金中空型材焊接时，焊接接头结构设计尤为重要。特别是在进行壁厚较大的铝合金型材焊接时，由于搅拌头施加于工件上的下压力较大，此时如待焊铝合金型材工件的搅拌摩擦焊接接头设计不当，将导致焊接工艺不稳定、工艺窗口窄，甚至因型材接头结构不满足搅拌摩擦焊接过程中的压力支撑要求，而导致产品无法实现。

发明内容

本发明的目的是针对轨道车辆枕梁厚壁铝合金中空型材搅拌摩擦焊接时，搅拌头施加于工件上的下压力较大，为保证对搅拌摩擦焊接过程中下压力的有效支撑，提供一种用于实现厚壁铝合金中空型材和铝合金厚板的搅拌摩擦焊接结构体。

为实现上述目的，本发明提供一种厚壁铝合金中空型材搅拌摩擦焊接结构体，其特征在于：型材上侧壁比下侧壁薄，型材两侧的待焊焊缝接头部位正下方布置支撑立筋，型材内腔的斜筋与型材的上壁和支撑立筋相交，型材下侧的待焊焊缝接头部位为向型材内部的圆弧凸起，型材两侧的待焊焊缝接头部位向外延伸有搭接平台。

斜筋斜向上呈50°与型材的上壁和支撑立筋相交。

本发明提出一种一侧斜筋交汇补强，一侧向中空型腔内侧圆弧凸起的厚板铝合金中空型材结构体，并通过搅拌摩擦待焊焊缝正下方支撑立筋布置，以及型材两侧横向延伸搭接平台的设计，最终实现厚板与厚壁铝合金中空型材的搅拌摩擦焊接。型材结构简单、易于厚壁铝合金中空型材与铝合金厚板的搅拌摩擦焊接，焊接工艺稳定、工艺窗口宽，满足搅拌摩擦焊接过程中的压力支撑要求，特别适合于轨道车辆铝合金枕梁的搅拌摩擦焊接。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的结构示意图；

图2是轨道车辆厚壁铝合金中空型材枕梁搅拌摩擦焊接结构示意图。

具体实施方式

参照图1，铝合金中空型材上侧壁比下侧壁薄，型材上壁1-8厚度为12mm，型材下壁1-9厚度为18mm。支撑立筋1-10尺寸为11mm，斜筋1-11壁厚8mm，其斜向上呈50°与铝合金中空型材的上壁1-8和支持立筋1-10相交。铝合金中空型材下侧待焊焊缝接头部位设计成向型材内腔的圆弧凸起1-12，其凸起圆弧R=18mm。铝合金中空型材上侧与下侧待焊焊缝接头部位向型腔外侧延伸的搭接平台1-13和1-14结构尺寸相同，厚度都为8mm，其宽度尺寸以支撑立筋1-10中心线为基准，向外延伸15mm。上下两层的搭接平台1-13和1-14与支撑立筋1-10间的工艺圆角1-19和1-20尺寸相同，都为R=10mm。

参照图2，铝合金枕梁搅拌摩擦焊接具体实施时，铝合金中空型材1和铝合金中空型材2结构尺寸、材质相同。材质都为6005A，热处理状态T6（人工时效+自然时效），铝合金上盖板3为厚度为12mm，材质为6082，热处理状态为T6的板材。铝合金下盖板4为厚度18mm，材质为6082，热处理状态为T6的板材。铝合金中空型材1和铝合金中空型材2与铝合金上盖板3和铝合金下盖板4预组配，形成待焊箱型结构，最终通过上侧的搅拌摩擦焊缝4、搅拌摩擦焊缝5，以及下侧的搅拌摩擦焊缝6和搅拌摩擦焊缝7的焊接，使铝合金中空型材1、铝合金上盖板3、铝合金下盖板4以及铝合金中空型材2连接成为一体。