[发明专利]一种基于搅拌摩擦焊接的矫形方法

说明书

本发明涉及工件矫形领域，具体涉及一种基于搅拌摩擦焊接的矫形方法，不同于传统矫形方法，不属于手工矫正、机械矫正、火焰矫正及高频热点矫正四种矫形方法的任何一种，其原理是利用搅拌摩擦焊接时的顶锻力(加压)及热量(加热)，对变形工件进行处理，从而达到矫形的作用，首先将工件的变形凸面朝上固定住，再利用焊接顶锻力与摩擦热矫形，最后进行焊后冷却，使焊缝收缩增强矫形效果本。发明与传统矫形方法相比，成本更低，效果更好，并且能够使产品的组织更加致密，同时为矫形行业提供了一种全新的矫形思路。

技术领域

本发明涉及工件矫形领域，具体涉及一种基于搅拌摩擦焊接的矫形方法。

背景技术

在焊接领域，可以通过额外的搅拌摩擦焊接作为控制产品变形量的内控手段；在矫形行业，通过引进搅拌摩擦焊接技术作为行业内的突破。

矫正产品变形的方法很多，根据外力的性质分为手工矫正、机械矫正、火焰矫正及高频热点矫正4种。

手工矫正虽然简单、灵活，不需要复杂的机械设备，但其本身就有很大的缺点：劳动强度大，效率低；产品直接受集中冲击，会产生严重的局部変形；冷作硬化严重，力学性能受不良影响，只能用于不重要的产品，只能矫正厚度不大的材料。

机械矫正的实质是使弯曲的钢材在外力作用下产生过量的塑性变形以达到平直的目的，其优点是作用力大，劳动强度小，效率高；但受制于矫正机负荷能力及构件的形式。

火焰矫正是借助材料受热、冷却过程中的热胀冷缩原理实现对产品的矫正，可在待矫形产品超过矫正机负荷能力或构件形式不适用于采用机械矫正时采用。火焰矫正操作简单、灵活、快速、效率高、效果好，所以使用比较广泛。缺点是矫形时的高温可能影响产品本身的性能。

高频热点矫正是在火焰矫正的基础上发展起来的一种新工艺。它可以矫正任何钢材(以钢材为例，实力上只要是能够导电，有一定电阻的材料都可以)的变形，特别是对一些尺寸较大、形状复杂的工件矫正效果更为明显。高频热点矫正法的原理其实与火焰矫正法相同，不同的是热源不用火焰加热而是用高频感应加热。当用交流电通入高频感应圈后，感应圈随即会产生交变磁场。当感应圈靠近钢材时，因为交变磁场的作用，会使钢材内部产生感应电流，由于钢材电阻的热效应而发热，可使温度立即升高，开始进行加热矫正。与火焰矫正相比，效果显著，生产效率高。而且操作简单；缺点是只能矫正电阻率较大的材料，要是矫正像铝材这样电阻率较小的材料，会造成能源极大浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于搅拌摩擦焊接的矫形方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种基于搅拌摩擦焊接的矫形方法，包括以下步骤，

S1：准备待矫形的工件，开启搅拌摩擦焊接设备，安装搅拌头，输入工艺参数；

S2：将矫形件将凸面朝上，即将伸长的晶粒置于搅拌摩擦焊接设备的工装上表面并固定，接着搅拌头旋转产生高温并插入工件的矫形部位，焊接矫形开始，随着搅拌头的行进，变形部位中被伸长的晶粒被打碎，破碎组织发生重结晶，在随后的冷却过程中发生收缩，从而起到矫形作用。

作为一种基于搅拌摩擦焊接的矫形方法的优选方案，在步骤S2中，需要对搅拌头经过的矫形路径进行冷却，以保证焊缝收缩。

作为一种基于搅拌摩擦焊接的矫形方法的优选方案，在步骤S2中，搅拌头的搅拌针旋转进入工件的矫形部位将变形部分打碎，此过程中通过搅拌头的轴肩向下施压以达到材料的压平效果。