[发明专利]一种基于RFSSW设备的铝合金焊缝缺陷修补方法

说明书

一种基于RFSSW设备的铝合金焊缝缺陷修补方法，属于焊接技术领域。本发明包括如下步骤：根据缺陷尺寸及位置在待修补工件上加工圆柱孔，去除缺陷部位；加工与所述圆柱孔的直径及深度一致的圆柱体零件；将圆柱体零件插入至所述圆柱孔中；将待修补工件放在垫板上，将修补工装放在待修补工件上，使修补工装的套筒及搅拌针压紧待修补工件表面；控制套筒和搅拌针开始旋转；经过第一时长后，控制套筒旋转下压、搅拌针旋转上移；经过第二时长后，控制套筒旋转上移、搅拌针旋转下压，直至套筒与搅拌针回到初始位置，控制套筒与搅拌针停止旋转；完成修补。本发明在修补过程中仅对缺陷区域局部进行机械去除及修补，且修补过程对焊缝无缺陷区域不产生任何影响。

技术领域

本发明涉及一种基于RFSSW设备的铝合金焊缝缺陷修补方法，属于搅拌摩擦焊技术领域。

背景技术

铝合金材料比强度和比刚度较大，可有效满足大型铝合金结构的轻量化设计及制造需求，因此铝合金焊接结构在航天器结构、轨道车辆车体、飞机部件、船泊部件等结构中广泛应用。由于此类结构尺寸较大，难以通过一次成型整体制造，需要利用焊接手段对多个零件/组件进行焊接，实现大型铝合金结构的制造。

目前广泛应用铝合金的焊接手段主要包括TIG、MIG、VPPA等熔化焊技术及搅拌摩擦焊。但铝合金化学性质活泼，采用熔化焊手段焊接中易出现气孔、裂纹、夹杂等多种缺陷；搅拌摩擦焊是一种固相焊，焊接过程中材料不发生熔化，但由于大型铝合金构件焊缝的尺寸及形位精度难以保证，大型铝合金构件的搅拌摩擦焊过程中易出现孔洞、隧道、未焊透等多种局部缺陷。

大型铝合金构件焊接缺陷的修补通常采用手工TIG和搅拌摩擦焊二次焊接。在手工TIG对焊接缺陷的修补中，首先对修补区缺陷进行机械去除，然后通过填丝焊接对修补区进行修补。在此过程中焊缝修补区再次发生熔化-结晶，组织转变严重，导致力学性能降低，同时修补焊过程中易再次出现各种焊接缺陷。采用搅拌摩擦焊二次焊接对缺陷进行修补过程中，需要对整体焊缝进行二次焊接，易在焊缝无缺陷区域引入新的焊接缺陷，且焊缝表面会发生进一步减簿，导致焊缝有效承载面积的减小。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于RFSSW设备的铝合金焊缝缺陷修补方法，

本发明的技术解决方案是：一种基于RFSSW设备的铝合金焊缝缺陷修补方法，包括如下步骤：

准备修补工具；所述修补工具包括套筒和搅拌针；所述搅拌针为圆柱结构，所述套筒为套在搅拌针外侧的圆环结构，且套筒底部与搅拌针底部齐平；

根据缺陷尺寸及位置在待修补工件上加工圆柱孔，去除缺陷部位；

加工与所述圆柱孔的直径及深度一致的圆柱体零件；

将圆柱体零件插入至所述圆柱孔中；

将待修补工件放在垫板上，将修补工具放在待修补工件上，使修补工具的套筒及搅拌针压紧待修补工件表面；

控制套筒和搅拌针开始旋转，套筒和搅拌针与待修补工件摩擦产生热量将待修补工件软化；经过第一时长后，控制套筒旋转下压或上移，搅拌针旋转的同时在轴向移动，所述轴向移动的方向与套筒轴向移动的方向相反；经过第二时长后，控制套筒旋转上移或下压，搅拌针旋转同时在轴向移动，所述轴向移动的方向与套筒轴向移动的方向相反，直至套筒与搅拌针回到初始位置，控制套筒与搅拌针停止旋转；完成修补。

进一步地，套筒和搅拌针下压的深度不小于所述圆柱孔的深度，且不接触垫板。

进一步地，所述套筒外径大于所述圆柱体零件的直径。

进一步地，所述控制套筒旋转下压、搅拌针旋转上移时，套筒下压所占据的空间与搅拌针上移产生的空间相等；所述搅拌针旋转下压、套筒旋转上移时，搅拌针下压所占据的空间与套筒上移产生的空间相等。