[发明专利]一种填丝搅拌摩擦焊接方法

权利要求书

1.一种填丝搅拌摩擦焊接方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1，首先准备带键槽工作台，工作台尺寸以满足焊接件尺寸大小确定，键槽尺寸为宽40～50mm，深度为8～10mm，长度根据焊接件长度而定，键槽作用是放置背面垫板；

步骤2，准备背面垫板，背面垫板尺寸和键槽相匹配，两者以间隙配合；

步骤3，准备焊接母材坡口，在母材上、下表面加工出相应坡口，要求上表面坡口填充材料后上表面保持平齐，下表面坡口填充材料并放置工件于垫板后工件保持平整；

步骤4，加工填充材料，根据母材上、下表面坡口形状，加工出与之匹配的填充材料形状；

步骤5，组装填充材料及母材，首先将下填充材料放置于背面垫板中，组对放置带坡口的母材，使下填充材料准确放置入坡口内，再将上填充材料放置入母材上坡口内，

施加横向组对力使母材与上填充材料贴紧，间隙配合，然后给母材加载垂直压紧力保持母材平整；

步骤6，调整搅拌头位置使搅拌针轴心与上表面填充材料中线对中；

步骤7，启动搅拌摩擦焊机并调整使其达到设定转速后缓慢送进搅拌头使其与母材接触进行摩擦产热，随着搅拌头与母材摩擦进行沉入，填充材料和母材温度逐渐升高进而达到塑性化，保持8-15秒，待焊接区域填充材料及母材完全塑性化后搅拌头开始移动进行焊接；

步骤8，焊接终点后，停止搅拌头移动并抬起搅拌头，然后关停搅拌头电机动力；

所述的步骤6中，搅拌头由加持段、轴肩和搅拌针构成，搅拌针由尾段、中间段和顶端依次呈阶梯型设置构成，搅拌针顶端直径φ1=4mm，搅拌针顶端长度L1=1.5mm；搅拌针中间段直径φ2=(1.2～1.25)C1，C1为下填充材料的截面宽度，搅拌针中间段长度L2=H1+H2，H1为下填充材料矩形主体的高度，H2为下填充材料倒置V形顶端的高度;搅拌针总长度L3=δ+1，δ为焊接母材板厚，搅拌针尾段直径φ3=（1.2～1.5）φ2，搅拌头轴肩直径φ4=（2.5～3）*φ3。

2.根据权利要求1所述的一种填丝搅拌摩擦焊接方法，其特征在于所述的步骤2中，背面垫板和键槽间隙公差为0.1mm，背面垫板长度比焊件长10mm，背面垫板的截面形状为半椭圆形凹槽。

3.根据权利要求1所述的一种填丝搅拌摩擦焊接方法，其特征在于所述的步骤4中，上填充材料为截面形状呈矩形的长矩形条，上填充材料厚度为(1/2～1/3)φ3，φ3为搅拌针尾段直径；宽度为（1/2～1/3）δ，δ为焊接母材板厚，下填充材料的截面形状为矩形主体的顶端呈倒置的V形，矩形主体的底端为半椭圆形凸起，下填充材料的金属截面量为2.7～5mm²。