[发明专利]一种通过摩擦液柱成形实现组件连接的结构及方法

权利要求书

1.一种通过摩擦液柱成形实现组件连接结构，包括至少两个待连接组件，待连接组件依次搭接形成具有交界面(1a)的组合件(1)，其特征是：所述的组合件(1)上预设有塞棒孔(2)，所述的塞棒孔(2)为经过所有的交界面(1a)的盲孔，所述的塞棒孔(2)直径略大于焊接塞棒(3)的直径，所述的焊接塞棒(3)的前端能插入塞棒孔(2)中，与塞棒孔(2)的孔底接触并与孔壁间隙配合，所述的焊接塞棒(3)通过旋转与塞棒孔(2)的孔底摩擦产热发生塑性变形，使得塑性物填充焊接塞棒(3)与塞棒孔(2)孔壁间的间隙，塑性物冷却后使得各待连接组件经塑性物连接为一体。

2.根据权利要求1所述的一种通过摩擦液柱成形实现组件连接结构，其特征是：所述的待连接组件上下叠设，位于最下的一个待连接组件上预置盲孔，其余待连接组件上预置与盲孔同轴等直径的上下贯穿的通孔，该盲孔与通孔组合而成塞棒孔(2)。

3.根据权利要求1所述的一种通过摩擦液柱成形实现组件连接结构，其特征是：所述的待连接组件的数量为两个，所述的待连接组件上下叠设，塞棒孔(2)开设于组合件(1)的侧面，且部分位于上部的待连接组件上，部分位于下部的待连接组件上。

4.根据权利要求1所述的一种通过摩擦液柱成形实现组件连接结构，其特征是：所述的焊接塞棒(3)前端的摩擦部为铝、钛、铝合金、钛合金或钢制作。

5.根据权利要求1所述的一种通过摩擦液柱成形实现组件连接结构，其特征是：所述的焊接塞棒(3)的直径较塞棒孔(2)的直径小5mm至10mm。

6.根据权利要求2或3任一所述的一种通过摩擦液柱成形实现组件连接结构，其特征是：所述的组合件(1)上的塞棒孔(2)数量为多个，相邻塞棒孔(2)之间部分重叠。

7.一种通过摩擦液柱成形实现组件连接的方法：其特征是：包括以下步骤：

步骤一、将焊接塞棒(3)前端伸入组合件(1)的塞棒孔(2)中，使焊接塞棒(3)与塞棒孔(2)同轴配合且焊接塞棒(3)与塞棒孔(2)四周孔壁存在间隙；

步骤二、给予焊接塞棒(3)一定大小的旋转速度，同时在塞棒上施加轴向力并保持一定的向下进给速度，当旋转的焊接塞棒(3)与塞棒孔(2)底部接触时，开始发生剪切摩擦发热；

步骤三、所产生的摩擦热使塞棒自身在底部接触面上发生塑性变形，而塑性金属在轴向力的挤压下向四周扩散、填充塞棒与孔壁间的间隙，并达到紧密结合，随着摩擦液柱液面的不断上升，塑性金属液不断填充塞棒孔(2)，直至漫出塞棒孔(2)，在这过程中，摩擦液柱液面将焊接塞棒(3)表面和塞棒孔(2)内的氧化物、杂质的不断排出；

步骤四、摩擦剪切产热结束，焊接塞棒(3)停止旋转，在焊接塞棒(3)上施加一定大小的顶锻力保证焊接塞棒(3)与塞棒孔(2)孔底紧密结合，待塑性金属液凝固成型形成摩擦塞；

步骤五、沿塞棒孔(2)孔口平面去除多余的焊接塞棒(3)和漫出塞棒孔(2)的塑性金属，使摩擦塞与组合件(1)表面平齐。

8.根据权利要求7所述的通过摩擦液柱成形实现组件连接的方法：其特征是：当组合件(1)具有多个塞棒孔(2)需填充摩擦塞时，相邻摩擦塞相互搭接。