[发明专利]一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法

说明书

一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，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，通过两个工艺垫块相对的侧面配合夹紧腹板，并使面板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；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，然后使搅拌头扎入预制孔，搅拌头扎入到位后使搅拌头继续旋转5～10秒，然后使搅拌头沿焊缝的长度方向运动进行焊接，搅拌头运动至焊缝终止端后，使搅拌头继续旋转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，焊接过程中通入惰性气体。

技术领域

本发明涉及钛合金T型接头焊接领域，尤其涉及一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法。

背景技术

壁板和地板等为了减重和提高材料的强度和耐蚀性，多采用5mm厚度以下钛合金板材和T型材焊接而成。为了保证结构刚性和稳定性，对焊接T型材以及T型材与壁板焊接的尺寸精度提出了严格的要求，扰度需要控制在2mm以内，若采用电弧熔化焊方法焊接，由于热输入较大，焊后变形较大，控制焊接变形存在较大的难度，同时角焊缝焊接容易发生未熔合等焊接缺陷，严重影响结构安全性。采用搅拌摩擦焊进行固相焊接，可以实现低应力小变形高精度焊接。搅拌摩擦焊主要通过带有搅拌头和轴肩的搅拌头与被焊接工件摩擦产生大量的摩擦热使焊缝材料软化，进而达到热塑性状态，产生塑性流动而实现固相连接。对于T型角焊缝而言，旋转的轴肩会与焊缝两侧的材料发生干涉，无法进行焊接。

现有技术主要通过增加工艺垫块和采用静止轴肩结构两种方式实现角焊缝的搅拌摩擦焊接。授权公告号CN100413630C《一种搅拌摩擦焊角接外侧焊方法》通过工艺垫块将角焊缝转化为平焊缝，降低焊接难度，但是只能进行单面角焊缝焊接，焊后变形也比较大。授权公告号CN102922125B《填充式搅拌摩擦焊焊接T型接头内侧角焊缝的方法及装置》公开了通过增加工艺垫块，转化为类似平面对接焊接的措施来实现内侧角焊缝焊接，但该方法极易导致焊缝区域出现未焊透、弱连接等缺陷。静轴肩搅拌摩擦焊的轴肩与搅拌头是分体结构，焊接过程中，轴肩不发生旋转，旋转的搅拌头与被焊材料进行摩擦，因此，可以通过设计特殊结构的静轴肩与搅拌头，实现角焊缝的搅拌摩擦焊，如公开号CN205798685U《无倾角静止轴肩搅拌摩擦焊焊接工具》公开了一种静止轴肩的搅拌工具，搅拌头与轴肩为分体式结构，轴肩通过转接套与机床主轴外壳相连，焊接过程保持静止，搅拌头与刀柄连接实现旋转，避免了焊接过程轴肩与工件的干涉，但该装置结构复杂，长时间焊接会出现主轴和轴承过热磨损，影响设备使用安全。而且对于角焊缝适用性较差。综上所述，现有技术中缺少能够对钛合金T型接头进行高效高质量焊接的方法，难以满足生产需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，首次采用搅拌摩擦焊接方式进行钛合金T型接头的焊接，能够对钛合金T型接头进行高效高质量焊接，满足生产需求。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于钛合金T型接头的搅拌摩擦焊接方法，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；