[发明专利]一种防减薄、宽焊幅、永久性加强式搅拌摩擦焊方法

权利要求书

1.一种防减薄光滑焊道永久型加强式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：该加强式搅拌摩擦焊方法包括以下步骤：

1）焊前在待进行搅拌摩擦对接焊的母材上面预置厚度为1~5mm板材，将该板材称之为加强板；

2）在加强板与母材表面间预置钎料，要求钎料能与加强板或母材发生共晶反应或对母材有溶解能力；

3）采用带针工具在加强板表面摩擦，同时进行母材与母材之间的搅拌摩擦对接焊及加强板与各母材表面之间的搭接搅拌摩擦钎焊，获得表面成形光滑、且加强板与母材表面焊合幅宽可达轴肩直径的宽焊幅的盖面焊道，从而得到具有宽焊幅永久性加强板的搅拌摩擦焊接头；

所述搭接搅拌摩擦钎焊是指加强板与两母材表面在不同区域通过搅拌摩擦搭接焊与搅拌摩擦钎焊两种方法获得牢固结合；其中，在针的搅拌区，同时通过搅拌摩擦搭接焊与搅拌摩擦钎焊两种方法实现加强板与母材之间的焊接；在针以外但仍在带针工具轴肩下的更大宽度范围内，通过搅拌摩擦钎焊实现更大搭接面积间的焊合；

所述加强式搅拌摩擦焊中，要求加强板塑性较好，即在经受旋转轴肩的摩擦作用后表面不开裂且表面成形光滑；

对厚度3mm的较薄的加强板，加强板宽度略大于带针工具轴肩直径，对厚度在3mm~5mm的较厚的加强板，加强板宽度略小于带针工具轴肩直径；

所述带针工具的轴肩直径为22~40mm。

2.根据权利要求1所述一种防减薄光滑焊道永久型加强式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：其中，同种母材搅拌摩擦对接焊时，加强板的材质采用同种母材，或与母材材质不同；异种母材搅拌摩擦对接焊时，加强板采用一块塑性较好的完整板材，加强板的材质为异种母材中的一种，或与两种母材材质不同。

3.根据权利要求1所述一种防减薄光滑焊道永久型加强式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述加强板的有效宽度，即与母材表面获得冶金结合区域的真实宽度，可通过调整带针工具轴肩直径的大小进行调整。

4.根据权利要求1所述一种防减薄光滑焊道永久型加强式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：对厚度3mm的较薄的加强板，加强板采用两侧压紧的方式固定；对厚度在3mm~5mm的较厚的加强板，加强板采用两侧夹紧方式固定；在焊道始端原位摩擦一定时间，使加强板始端牢固的焊接于焊道始端。

5.根据权利要求1所述一种防减薄光滑焊道永久型加强式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：通过在母材正反两面均按照步骤1）至步骤3）进行加强式搅拌摩擦焊，从而在搅拌摩擦焊焊接接头双面加设永久性加强板。

6.根据权利要求1所述一种防减薄光滑焊道永久型加强式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述加强板采用铝板或铜板，钎料采用Zn箔。

7.根据权利要求1所述一种防减薄光滑焊道永久型加强式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：焊接参数为：焊速30~300mm/min、转速400~1500r/min；工具下压量0.1~0.6mm、倾角1~3°。