[发明专利]一种凹型焊缝的搅拌摩擦焊方法

说明书

本发明属于搅拌摩擦焊在航空制造技术领域，具体涉及一种凹型焊缝的搅拌摩擦焊方法，所述工艺流程包括增加焊接工艺余量、焊接和切除焊接工艺余量等步骤，克服了现有技术存在的不足，提供了一种去除凹型焊缝中每段焊缝尾孔和不同厚度焊缝结合处存在未焊处的工艺。本工艺满足零件对强度、质量和美观要求，有利于搅拌摩擦焊在航空制造领域的广泛应用。本发明特别适用于难装夹和搬运的大型零件。本发明简单实用、易操作、不增加零件加工的经济成本，可实现搅拌摩擦焊技术在凹型焊缝的工程应用，满足零件生产对强度、质量和美观要求，有利于搅拌摩擦焊在航空制造领域的广泛应用。

技术领域

本发明属于搅拌摩擦焊在航空制造领域的工程应用，涉及到一种凹型焊缝 的搅拌摩擦焊方法。

背景技术

凹型焊缝由三段焊缝依次相连构成，其中三段焊缝的下表面处在同一平面， 焊缝的上表面为两边高中间低，即第一段和第三段焊缝厚度大于第二段焊缝厚 度。如图1所示。采用搅拌摩擦焊接时，由于搅拌针长度是固定的，一种规格 的搅拌头只能焊接一种厚度的焊缝，不同厚度焊缝需采用多种规格搅拌头分别 对不同厚度焊缝进行搅拌摩擦焊接。在已经公开的专利技术中(公开号 CN103659015B)虽然提出了四段分段跳焊法，该焊接方法仅适用于平面焊缝的 焊接，对于凹型焊缝可该焊接工艺方法存在以下不足：1.在每种厚度焊缝结束 的尾部留有尾孔，影响焊缝的强度和美观；2.由于轴间直径大于搅拌针直径， 在相邻不同厚度焊缝结合处存在未焊处。以上不足均影响搅拌摩擦焊在航空制 造领域的广泛应用。

发明内容

1.解决的技术问题

本发明提供了一种凹型焊缝的搅拌摩擦焊方法，克服了现有技术存在的不 足，提供了一种去除凹型焊缝中每段焊缝尾孔和不同厚度焊缝结合处存在未焊 处的工艺。本工艺满足零件对强度、质量和美观要求，有利于搅拌摩擦焊在航 空制造领域的广泛应用。

2.技术方案

本发明提出了一种凹型焊缝的搅拌摩擦焊方法，所述方法通过焊前在焊缝 上保留焊接工艺余量，以焊接工艺余量为起焊点或收焊点，焊接从起点至终点 分为三段，按照顺序依次对第一段、第二段和第三段焊缝进行焊接；第一段焊 缝焊后，用铣刀铣削掉该厚度焊缝两端保留的焊接工艺余量；然后以第一段焊 缝的尾孔为起焊点、以距离第二段的焊接工艺余量一定距离为终点，进行第二 段焊缝焊接；其次，在第二段焊缝的尾孔处装配预置工艺余量，以预置工艺余 量为起点、以第三段焊缝工艺余量为终点，进行第三段焊缝焊接；最后，铣刀 铣削掉该厚度焊缝两端焊接工艺余量。

优选的，上述焊接方法中，可通过设计异性长方体结构作为预置工艺余量， 所述异性长方体结构最大面上还设有一圆柱体，所述圆柱体直径大于第二段焊 缝尾孔直径，圆柱体高度等于第二段焊缝的厚度。

优选的，在零件进行机械加工时，在每段焊缝两端保留焊接工艺余量，焊 接工艺余量结构形状长方体，该工艺余量的长、宽、高分别为a、b、c；焊接 从起点至终点依次定义焊缝上保留焊接工艺余量为第一至第四焊接工艺余量， 工艺余量处所对应的焊接点依次为A、B、C、D点；其中，第一焊接工艺余量和 第四焊接工艺余量是凹型焊缝在焊缝两端的延伸，两处工艺余量长度均大于所 用搅拌头轴间直径，两处工艺余量宽度均大于所用搅拌头轴间直径的一半，两 处工艺余量厚度均与焊缝两端厚度相同。

优选的，第二焊接工艺余量、第三焊接工艺余量为厚焊缝在薄焊缝上的延 伸，工艺余量长度大于所用搅拌头轴间直径，工艺余量宽度大于所用搅拌头轴 间直径的一半，工艺余量厚度为厚焊缝与薄焊缝的厚度差。

优选的，所述焊接工艺流程依次为：装夹→焊前清理焊缝→AB段焊缝焊接 →AB段切除焊接工艺余量→BC段焊缝焊接→预置工艺余量加工与装配→CD段 焊缝焊接→CD段切除焊接工艺余量。

焊接工艺中，装夹时，将零件在上下、左右、前后方向压实顶紧，保证在 焊接过程中零件不会发生移动，总装完成后保持焊缝处有开阔的空间，防止焊 接过程中焊机机头和工装发生碰撞。