[发明专利]用于铝合金和尼龙异种材料搅拌摩擦焊接的方法

说明书

本发明公开了一种用于铝合金和尼龙异种材料搅拌摩擦焊接的方法，将金属网片置于铝合金和尼龙之间，尼龙板置于下方，铝合金置于上方，搅拌头所携带的搅拌针长度为0‑0.8l，其中，l为铝合金板材厚度，l≤20 mm。该方法结构简单便捷，能够有效解决铝合金与尼龙板焊接接头强度过低的问题。本发明采用上述方案后，能够有效地解决铝合金和尼龙异种材料搅拌摩擦焊接强度低，焊接缺陷多的问题；焊接部位通过添加金属网片，一方面可以补充焊接过程中金属工件下压造成聚合物表面坍塌的体积；另一方面通过金属挤压可以将网片熔化挤压，或者将下方聚合物工件挤压至网片中，实现机械混合互锁连接，大大提高接头强度。

技术领域

本发明涉及异种材料的焊接领域，具体为一种用于铝合金和尼龙异种材料搅拌摩擦焊接的方法。

背景技术

随着工程轻量化需求的增加，金属和聚合物的连接，尤其是铝合金和尼龙板的连接显得尤为重要。目前，对于铝合金和尼龙板的连接技术主要包括粘接和机械连接。粘结相对来说时间较长且所用粘结剂存在污染环境的潜在威胁；机械连接容易在连接处产生应力集中。因此目前发展新型的铝合金和尼龙板连接技术迫在眉睫，其中，搅拌摩擦焊接是一种在铝合金和尼龙板连接中有着巨大应用前景的技术。

搅拌摩擦焊接技术是由英国焊接研究所在1991年针对铝合金开发的一种新颖的固态焊接技术，其具有焊接过程简单、焊接效率高、成本小、污染小的特点，是一种绿色的焊接技术，在航空航天、机车制造、建筑能源、船舶等领域有着广泛的应用。近年来，有研究学者将该技术用于铝合金和尼龙异种材料的连接，但是普遍存在连接效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金和尼龙异种材料搅拌摩擦焊接的方法，提高了铝合金和尼龙异种材料的焊接接头的强度，同时减少焊接过程中的缺陷。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

（1）将所述尼龙板工件表面进行去污、清洁等预处理后安装在工作台上，并用夹具固定；

（2）将中间层金属网片（纯铝或纯锌）放置在尼龙板工件上方焊接区域中央；

（3）将铝合金工件放置在中间层金属网片上方并用夹具固定；

（4）将搅拌头安装在焊机上，并运动到待焊接位置；

（5）开始焊接过程，搅拌针中心与中间层金属网片中心重合，待焊接完成后，取下工件，完成焊接。

与现有技术相比，本发明采用上述方案后，能够有效地解决铝合金和尼龙板搅拌摩擦焊接强度低，焊接缺陷多的问题；焊接部位通过添加中间层金属网片，一方面可以补充焊接过程中金属工件下压造成聚合物表面坍塌的体积；另一方面通过金属挤压可以将网片熔化挤压，或者将下方聚合物工件挤压至网片中，实现机械混合互锁连接，大大提高接头强度。

附图说明

图1为本发明的整体工艺图，其中：1为尼龙工件，2为中间层金属网片，3为铝合金工件，4为搅拌头。

具体实施方式

结合图1，一种铝合金和尼龙板搅拌摩擦焊接的焊接过程如下：（1）对尼龙工件1进行预处理，主要是除油、去污等预处理；（2）将尼龙工件1安装在工作台上，将中间层金属网片2放置在待焊接区域；（3）将铝合金工件3放置在中间层金属网片2上方并用夹具固定；（4）将所用搅拌头4安装在焊机上并运动至待焊接位置；（5）开始焊接过程，焊接完成停留15s后完成焊接过程。

实施例1