[发明专利]基于冷-热拉伸的搅拌摩擦薄板胶焊方法

权利要求书

1.一种基于冷-热拉伸的搅拌摩擦薄板胶焊方法，其特征在于，该方法基于冷-热拉伸焊接夹具实现搅拌摩擦胶焊；所述冷-热拉伸焊接夹具包括上下夹具两部分，上、下夹具（2、8）将待焊板材装夹在中间，上夹具（2）开槽露出待焊区域，开槽处用于通过搅拌头(1)；在上、下夹具（2、8）接触待焊板材的整个表面装有冷-热块；所述冷-热块通过五孔定位的方式装于夹具内壁之上，冷-热块下表面装有应变片，用于测量焊接过程中板材变形产生的压力；冷-热块采用两正极，两负极相对安装的供电方式，该方式可以在冷-热块安装时不再区分安装方向；在冷-热块工作表面(12)的正下方设有分段式插头(10)、和电源正极负极；所述分段式插头(10)上方分段，分别对应不同的应变片正负接线；所述冷-热块包括冷块和热块，冷块的工作表面装有半导体制冷片，热块的工作表面装有电阻丝；搅拌摩擦薄板胶焊方法包括以下步骤：

步骤一：在对应冷-热拉伸焊接夹具上插入相应的冷-热块；

步骤二：将待焊的上板(4)和下板(6)叠放在一起，两板之间涂有胶层(5)，涂胶后放置于冷-热拉伸焊接夹具中；其中，上板(4)的板厚为0.3 ~5 mm，下板(6)的板厚为0.3 ~5 mm，胶层(5)中掺杂有0.1% ~ 10%的石墨烯微片；

步骤三：将冷-热拉伸焊接夹具放置于搅拌摩擦焊机工作台上，设置焊接参数进行焊接；其中，搅拌头(1)转速为50 ~ 5000 rpm，焊速为5 ~ 1000 mm/min，下压量为0 ~ 1 mm；

所述搅拌头(1)前进方向前方的热块施加100 ~ 1000℃的辅热，对焊缝(3)前方进行预热；其中，冷块不工作；

所述搅拌头(1)前进方向后方的热块持续施加10 ~ 200 ℃的辅热，一方面对胶层(5)进行固化，另一方面缓解焊缝(3)周围温度梯度，降低板材应力，减少形变；其中，冷块不工作；

所述搅拌头(1)前进方向后方焊缝(3)区两侧实时监测每个应变片的压力变化；当某一块冷-热块压力值增加时，则该处热块升温10 ~ 100 ℃，其对应的背面冷块工作，施加-10~ -150℃的冷却温度从而降低背部温度；同时，该热块周围的热块降低辅热温度，从而通过冷-热拉伸实现对板材的矫正；

步骤四：焊接完成后，热块持续施加0 ~ 1000s的10 ~ 200 ℃的辅热；对胶层(5)进行固化的同时降低焊缝应力；最后取下焊接板材并去除残胶，完成焊接。

2.根据权利要求1所述的一种基于冷-热拉伸的搅拌摩擦薄板胶焊方法，其特征在于，步骤一的插入方式包括以下三种：上冷下热：上夹具(2)装冷块、下夹具(8)装热块；上热下冷：上夹具(2)装热块，下夹具(8)装冷块；冷热混合：上、下夹具(2、8)表面均相间插入冷-热块。