[发明专利]一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法

权利要求书

1.一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将钛合金T型接头的面板通过搭接方式放置在腹板上形成T型结构，采用手工焊对面板和腹板进行点焊固定；

步骤二、通过焊接工装对钛合金T型接头进行装夹，所述焊接工装包括两个工艺垫块，通过两个工艺垫块相对的侧面配合夹紧腹板宽度方向的两侧，并使面板的底侧贴合放置在两个工艺垫块上，两个工艺垫块上靠近面板和腹板夹角位置的棱角内部均沿长度方向设有供惰性气体流动的焊缝背部保护装置，使惰性气体能够从工艺垫块的棱角流动至面板和腹板夹角位置；

步骤三、采用光面锥形搅拌头进行搅拌摩擦焊接，先在面板顶侧的焊缝起始端加工预制孔，预制孔的孔径小于搅拌头的小端直径1～2mm，然后将搅拌头的小端对准预制孔，使搅拌头以200～1000rpm的转速旋转，然后使搅拌头扎入预制孔，扎入速度控制为1～60mm/min，直至搅拌头的小端贯穿面板并压入腹板表面0.11～0.20mm，并保证搅拌头扎入到位后，位于腹板和面板相接表面位置的搅拌头直径不小于腹板和面板相接表面宽度的90%；在搅拌头扎入前1～2分钟开始向焊缝背部保护装置内通入惰性气体，气流量控制为5～20L/min；

步骤四、搅拌头扎入到位后，使搅拌头停止位移并继续旋转5～10秒，然后使搅拌头沿焊缝的长度方向运动进行焊接，焊接过程中使搅拌头以300～800rpm的转速旋转，焊接速度控制为20～200mm/min，搅拌头运动至焊缝终止端后，使搅拌头停止位移并继续旋转5～9秒，然后使搅拌头从面板顶侧拔出，搅拌头完全拔出后停止旋转，焊接完成，并在焊接完成后继续通入惰性气体1～3分钟。

2.根据权利要求1所述的一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：面板的底侧贴合放置在两个工艺垫块的顶面，两个工艺垫块的顶面为相同高度的水平面。

3.根据权利要求1所述的一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：步骤三中，预制孔的孔径小于搅拌头的小端直径1mm，将搅拌头的小端对准预制孔，使搅拌头以800rpm的转速旋转，然后使搅拌头扎入预制孔，扎入速度控制为10mm/min，直至搅拌头的小端贯穿面板并压入腹板表面0.11mm。

4.根据权利要求3所述的一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：步骤三中，在搅拌头扎入前2分钟开始向焊缝背部保护装置内通入惰性气体，气流量控制为5L/min。

5.根据权利要求3所述的一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：步骤四中，搅拌头扎入到位后，使搅拌头停止位移并继续旋转10秒，然后使搅拌头沿焊缝的长度方向运动进行焊接，焊接过程中使搅拌头以600rpm的转速旋转，焊接速度控制为100mm/min，搅拌头运动至焊缝终止端后，使搅拌头停止位移并继续旋转5秒，然后使搅拌头从面板顶侧拔出。

6.根据权利要求5所述的一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：步骤四中，在焊接完成后继续通入惰性气体1分钟。

7.根据权利要求1所述的一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：步骤三中，预制孔的孔径小于搅拌头的小端直径1.5mm，将搅拌头的小端对准预制孔，使搅拌头以600rpm的转速旋转，然后使搅拌头扎入预制孔，扎入速度控制为5mm/min，直至搅拌头的小端贯穿面板并压入腹板表面0.20mm。

8.根据权利要求7所述的一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：步骤三中，在搅拌头扎入前1分钟开始向焊缝背部保护装置内通入惰性气体，气流量控制为10L/min。