[发明专利]一种轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法

权利要求书

1.一种轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、制备板材：将6系铝合金型材采用差速轧制的方法，制备得到厚度为0.7～2.0mm的铝合金板材，轧制速度为0.9m/min以上，6系铝合金型材原料成分按照如下重量份数比配制：Mg 0.70～1.50％、Si 0.70～1.50％、Sn 0.05～0.10％、Fe 0.50～1.0％、Mn 0.20～0.50％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al；

B、焊前清理及装配：将步骤A制备的铝合金板材表面进行除油、化学清洗、烘干、打磨刮削处理；

C、固溶处理：将步骤B表面处理后的铝合金板材进行T4状态下的固溶处理，其中T4状态下的固溶处理为将铝合金板材加热到540～560℃保温后迅速冷却，获得饱和固溶体后自然时效至稳定的状态；

D、焊接：设置搅拌摩擦焊的焊接程序，焊接过程中，保证搅拌头的焊接倾斜角度为0～0.5°，搅拌头的转速为700～3000rpm，搅拌头上搅拌针的焊接速度为300～1800mm/min，搅拌针转速与焊接速度之比为1.7～3.0，搅拌针焊接的同时，同步对焊接后的焊缝部分进行冷喷涂处理，送粉速率为25g/min，送粉距离为20mm，其中冷喷涂处理中冷喷涂颗粒为20～30μm的6000系列高强铝合金颗粒；

E、焊后清理：焊接结束后，对焊缝进行打磨清理，除去焊缝表面的污染物与氧化膜；

F：人工时效：将步骤E焊后清理的铝合金板材进行人工时效，时效温度为150～190℃，时效时间为5～20h；

G：拉伸矫直：将步骤F人工时效后的铝合金板材进行拉伸矫直，拉伸量控制在1.0％～2.0％。

2.如权利要求1所述的轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，步骤B中铝合金板材表面除油为用丙酮清洗铝合金板材表面的油污，化学清洗为用乙醇再次清洗铝合金板材表面，烘干为将乙醇清洗后的铝合金板材置于干燥箱内进行干燥，打磨刮削处理为采用机械式铝合金专用打磨工具去除待焊接铝合金板材表面的氧化膜。

3.如权利要求2所述的轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，步骤C中将铝合金板材加热到540～560℃后保温10min，然后迅速冷却至室温。

4.如权利要求3所述的轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，步骤D中搅拌针轴肩的直径与搅拌针的直径之比为2～3∶1，搅拌针轴肩的表面具有朝向搅拌针的凹槽，凹槽与水平方向的夹角为10～15°，搅拌针的半径为待焊接铝合金板材的1～3倍。

5.如权利要求4所述的轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，步骤E中打磨清理焊缝表面污染物与氧化物的工具为机械式铝合金专用打磨工具。

6.如权利要求5所述的轨道车体用铝合金薄板的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，步骤G将拉伸矫直后的铝合金板材自然停放2～5h。