[发明专利]一种预置中间层的异种金属搅拌摩擦焊方法

权利要求书

1.一种预置中间层的异种金属搅拌摩擦焊方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤1，焊前清理：

采用砂纸和无水乙醇试剂对第一初始板材、第二初始板材和中间层进行打磨清洗，去除第一初始板材、第二初始板材和中间层的表面油污、杂质及表面氧化膜；步骤1中，所述第一初始板材为铝板、铜板或钢板，第二初始板材为铝板、铜板或钢板，且第一初始板材和第二初始板材的材质不相同；

步骤2，装夹定位：

将中间层放置于第一初始板材和第二初始板材的待焊接界面之间，组成待焊接结构，然后将待焊接结构放置于焊机工作台上，采用夹具进行装卡定位，使中间层与第一初始板材和第二初始板材的接触面的最大间隙≤0.02mm；

所述中间层为Al_xCoCrFeNiCu高熵合金，其中，x=0.1~1.0；

所述待焊接结构为搭接焊接结构或对接焊接结构；当待焊接结构为搭接焊接结构时，中间层放置于第一初始板材和第二初始板材的搭接界面处，从上到下顺序依次为：第一初始板材、中间层、第二初始板材，且中间层厚度方向上的两侧表面分别与第一初始板材和第二初始板材的待焊接搭接表面直接接触；当待焊接结构为对接焊接结构时，中间层放置于第一初始板材和第二初始板材的对接界面处，且中间层厚度方向的一侧端面与第一初始板材的端面直接接触，中间层厚度方向的另一侧端面与第二初始板材的端面直接接触；所述焊接结构为搭接焊接结构时，第一初始板材和第二初始板材的厚度为0.5~10mm，中间层的厚度为0.01~2mm；所述焊接结构为对接焊接结构时，第一初始板材和第二初始板材的厚度为0.5~20mm，第一初始板材和第二初始板材的厚度差≤0.05mm，中间层的厚度为0.01~2mm，中间层的高度与第一初始板材和第二初始板材厚度最小值的差值为-0.02~0mm；

步骤3，搅拌摩擦焊：

将搅拌头安装于搅拌摩擦焊焊机的主轴上，启动焊机，将搅拌头移动至起始焊接位置，然后将搅拌头以500~5000r/min的旋转速度扎入待焊接结构，当待焊接结构为搭接焊接结构时，搅拌头的轴肩扎入第一初始板材的上表面的深度为0.02~0.3mm，当待焊接结构为对接焊接结构时，搅拌头的轴肩扎入中间层高度方向的上表面的深度为0.02~0.3mm；然后移动搅拌摩擦焊焊机的主轴，使搅拌头以0~1000mm/min的行进速度沿焊接轨迹运动，进行焊接，得到搅拌摩擦焊接头；所述待焊接结构为搭接焊接结构时，搅拌头的轴肩直径为第一初始板材和中间层厚度之和的2.5~4倍；搅拌头的搅拌针直径为第一初始板材和中间层厚度之和的0.8~2倍；搅拌头的搅拌针长度为：第一初始板材与中间层的厚度之和＜搅拌头的搅拌针长度＜搭接焊接结构的厚度；所述待焊接结构为对接焊接结构时，搅拌头的轴肩直径为中间层高度值的2.5~4倍；搅拌头的搅拌针直径为：中间层的厚度值＜搅拌头的搅拌针直径＜中间层的高度值的2倍；搅拌头的搅拌针长度比中间层的高度值小0.02~0.4mm。

2.根据权利要求1所述的一种预置中间层的异种金属搅拌摩擦焊方法，其特征在于，步骤3中，所述搅拌摩擦焊接头包括点焊焊接、直线焊接轨迹和曲线焊接轨迹的接头。