[发明专利]一种抑制焊缝减薄并增厚焊缝的搅拌摩擦焊方法

权利要求书

1.一种抑制焊缝减薄并增厚焊缝的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现：

步骤一：焊前清理，先通过机械打磨除去待焊板材表面氧化膜，再采用有机溶剂或清洗剂擦拭待焊板材表面，去除杂物；

步骤二：搅拌头(1)与消耗式摩擦头(2)材质和形状的选取，搅拌头(1)的材质根据待焊板材属性和厚度而定；消耗式摩擦头(2)与待焊板材的材质相同，其中，消耗式摩擦头(2)直径d1大于等于搅拌头(1)的轴肩(1-1)的直径d；

步骤三：定位，调整待焊板材相对位置，使搅拌头(1)轴线和消耗式摩擦头(2)轴线正对待焊板材的待焊位置处中心线；其中，消耗式摩擦头(2)设置在搅拌头(1)的正后方，且搅拌头(1)与消耗式摩擦头(2)相距距离为L；

步骤四：焊接，选择合适的焊接和堆焊参数，高速旋转的搅拌头(1)的轴肩(1-1)以一定的下扎速率扎入板材深度c，并以一定的焊接速度沿焊接方向运动；紧随其后，高速旋转的消耗式摩擦头(2)在一定的轴向压力下以一定的堆焊速度沿焊接方向运动；高速旋转的消耗式摩擦头(2)在摩擦产热及形变产热作用下逐渐达到热塑性状态，同时通过轴向压力作用将软化的堆焊材料焊到搅拌头(1)后方的减薄处，在由弧纹导致的毛化位置形成冶金和机械连接共同作用的结合区，最终修复减薄和弧纹缺陷并增厚h。

2.根据权利要求1所述的一种抑制焊缝减薄并增厚焊缝的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：在步骤三中，当待焊板材厚度t为0.5-3mm时，搅拌头(1)与消耗式摩擦头(2)相距距离L为50-100mm；当待焊板材厚度t为大于3mm时，搅拌头(1)与消耗式摩擦头(2)相距距离L为1-50mm。

3.根据权利要求2所述的一种抑制焊缝减薄并增厚焊缝的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：在步骤四中，搅拌头(1)的焊接参数范围为：下扎速率为1-50mm/min，下扎深度c为0.05-1mm，旋转速度为200-5000r/min，焊接速度为10-1000mm/min。

4.根据权利要求3所述的一种抑制焊缝减薄并增厚焊缝的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：在步骤四中，消耗式摩擦头(2)的堆焊参数范围为：转速为1000-3000r/min，轴向压力为2.0-10.0kN，堆焊速度为0.5-400mm/min。

5.根据权利要求4所述的一种抑制焊缝减薄并增厚焊缝的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：在步骤一中的有机溶剂为酒精或丙酮。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种抑制焊缝减薄并增厚焊缝的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述待焊板材的材质为铝合金、镁合金、钛合金或铜合金。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种抑制焊缝减薄并增厚焊缝的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述待焊板材的材质为铝基复合材料、镁基复合材料、钛基复合材料或铜基复合材料。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的一种抑制焊缝减薄并增厚焊缝的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述待焊板材的材质为钢、聚合物或聚合物复合材料。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的一种抑制焊缝减薄并增厚焊缝的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述搅拌头(1)的材质为钢、陶瓷或硬质合金。