[发明专利]一种回填式搅拌摩擦点焊方法

说明书

本发明提供了一种回填式搅拌摩擦点焊方法，涉及金属焊接技术领域。该回填式搅拌摩擦点焊方法通过将下压阶段和回填阶段均分为两阶段进行，并控制第一下压阶段搅拌针和搅拌套的运行速率为第二下压阶段对应速率的2‑4倍；第一回填阶段中搅拌针的运行速率加快至第一下压阶段的1.3‑1.7倍。分阶段改变轴套和搅拌针的运动速率来改变焊缝温度场和力场，从而改善材料的流动性和紧密程度。第二下压阶段搅拌套和搅拌针的速率的降低均有助于轴套与下板的摩擦产热，从而有利于下板金属的塑化，为回填阶段做准备；第一回填阶段搅拌针的运动速率比较大，不满足等体积关系，使轴套内部塑性金属内压力增大来改善金属流动性，达到消除孔洞的目的。

技术领域

本发明涉及金属焊接技术领域，具体而言，涉及一种回填式搅拌摩擦点焊方法。

背景技术

回填式搅拌摩擦点焊方法是一种新型的点焊技术，请参照图1，该技术主要分为四个步骤：(a)压紧环压在上板表面，搅拌套和搅拌针开始同步旋转并与待焊材料摩擦产热进而使材料塑化。(b)搅拌针和搅拌套分别向上向下运动，搅拌套将塑性金属挤入搅拌针向上运动所留下的空腔。(c)下压量到达一定值后，搅拌针下压将塑性金属挤入搅拌套回抽所留下的空腔。(d)搅拌头撤离焊件表面。

现有的回填式搅拌摩擦点焊方法焊接速度恒定，导致轴套对下板的加热不足，这将导致在回填第一阶段下板的塑性变形对轴套回抽留下的空腔补缩不足，最后在轴套作用底端形成孔洞缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回填式搅拌摩擦点焊方法，旨在有效消除焊接过程产生的孔洞缺陷。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种回填式搅拌摩擦点焊方法，包括第一下压阶段、第二下压阶段、第一回填阶段和第二回填阶段；

第一下压阶段是控制搅拌针以R_P1的运行速度向上运动，且控制搅拌套以R_S1的运行速度向下进入待焊接板上板；第二下压阶段是控制搅拌针以R_P2的运行速度向上运动，且控制搅拌套以R_S2的运行速度向下进入待焊接板材的下板中；

第一回填阶段是控制搅拌针以R_P3的运行速度向下运动，且控制搅拌套以R_S3的运行速度向上运动；第二回填阶段是控制搅拌针以R _P4的运行速度向下运动至待焊接板上板上表面，且控制搅拌套以R_S4的运行速度向上至待焊接板上板上表面；

其中，R_P1和R_S1的取值和R_P2和R_S2的取值均满足搅拌套下压挤出金属的体积等于搅拌针回抽留下空腔的体积；R_P4和R_S4的取值满足搅拌针下压挤出金属的体积等于搅拌套回抽留下空腔的体积；

R_P1/R_P2＝2-4,R_S1/R_S2＝2-4,R_P3/R_P1＝1.3-1.7，R_S3/R_S1＝0.8-1.2；

在第一回填阶段中，搅拌针以R_P3的运行速度向下运动的距离为0.2-1.2mm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，R_P4＝0.5-1.5R_P1,R_S4＝0.5-1.5R_S1；