[发明专利]一种用于熔点相差较大异种材料的搅拌摩擦焊接方法及装置

说明书

一种用于熔点相差较大异种材料的搅拌摩擦焊接方法及装置，其特征是所述的焊接装置主要包括：工装底板、低熔点焊接板、高熔点焊接板、搅拌头、火焰加热喷嘴、金属软管、可燃气体接口、L型连接件、U型连接件、调节螺栓。火焰加热喷嘴依次通过金属软管、L型连接件、调节螺栓、U型连接件与主轴相连，且火焰加热喷嘴只随主轴移动，而不随主轴转动，位于高熔点金属板上方，可采用金属软管进行小幅度位置调节。在异种材料搅拌摩擦焊接前，火焰加热喷嘴对高熔点焊接板进行加热。本发明很好的解决了熔点相差较大的异种材料在焊接过程中，出现低熔点焊接板塑性变形过度或高熔点焊接板塑性变形不足的问题。

技术领域

本发明专利涉及熔点相差较大异种材料的搅拌摩擦焊接技术领域，具体来说是一种能够解决熔点相差较大异种材料的搅拌摩擦焊接时，低熔点焊接板塑性变形过度或高熔点焊接板塑性变形不足的装置。

背景技术

目前铝、铜、镁及其合金都可以实现搅拌摩擦焊接。但是钢的熔点在1500左右，很难实现搅拌摩擦焊接。铝合金(如7075)的熔点范围为600℃左右；铜合金熔点1000℃左右。铜铝异种板材搅拌摩擦焊接时，因为两者熔点的差异，会出现一种板材塑化严重或另一个板材塑化不足的情况，焊接接头常出现各种缺陷，对焊接工艺要求较高。钢铝熔点相差900℃左右，钢铝异种材料搅拌摩擦焊接很难实现。

传统异种材料焊接能量消耗大、易污染环境等不利因素。而异种材料搅拌摩擦焊接安全、能耗低、节能环保等优点使用范围越来越广泛，但熔点相差较大异种材料的搅拌摩擦焊接过程中，由于异种材料的熔点相差较大，其焊接塑性时，对温度的要求差别较大，因此在实际搅拌摩擦焊接过程中，常常出现低熔点焊接板塑性变形过度或高熔点焊接板塑性变形不足的现象，焊接接头不易成形或成形质量很差。

发明内容

本发明的目的是针对两种熔点差别较大的板材搅拌摩擦焊接时易出现低熔点焊接板塑性变形过度或高熔点焊接板塑性变形不足，焊接接头不易成形或成形质量很差的问题，发明一种用于熔点相差较大异种材料的搅拌摩擦焊接方法，同时提供相应的搅拌摩擦焊接装置。

本发明的技术方案之一是：

一种用于熔点相差较大异种材料的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：使火焰加热喷嘴5依次通过金属软管6、L型连接件10、调节螺栓9、U型连接件8与主轴相连，且火焰加热喷嘴5只随主轴移动，而不随主轴转动；火焰加热喷嘴5位于高熔点焊接板4上方，采用金属软管6进行喷射距离和角度调节，通过L型连接件10、U型连接件8和调节螺栓9组成的调节结构进行位置调节；在异种材料搅拌摩擦焊接前，火焰加热喷嘴5对高熔点焊接板4进行加热；火焰加热喷嘴5火焰大小通过进气阀门调节，火焰加热喷嘴5距离高熔点焊接板4的距离通过金属软管调节；当温度传感器检测到温度达到预先设定值时，启动搅拌头3进行异种材料搅拌摩擦焊接；以解决熔点相差较大的异种材料在焊接过程中出现的低熔点焊接板塑性变形过度或高熔点焊接板塑性变形不足的问题。所述的熔点差一般指相差900℃或以上。

本发明的技术方案之二是：

一种用于熔点相差较大异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征是在于：它包括工装底板1、低熔点焊接板2、高熔点焊接板4、搅拌头3、火焰加热喷嘴5、金属软管6、可燃气体接口7、L型连接件10、U型连接件8、调节螺栓9，所述低熔点焊接板2与高熔点焊接板4通过对接放置并夹紧固定在工装底板1上；所述火焰加热喷嘴5依次通过金属软管6、L型连接件10、调节螺栓9、U型连接件8与主轴相连，且火焰加热喷嘴5只随主轴移动，而不随主轴转动；所述火焰加热喷嘴5位于高熔点金属板上方4，火焰加热喷嘴5火焰大小通过进气阀门调节，火焰加热喷嘴5距离高熔点焊接板4的距离可通过金属软管调节。

所述高熔点焊接板4的温度采用温度传感器检测，当达到预先设定值时，启动搅拌头3进行异种材料搅拌摩擦焊接。

所述可燃气体接口7接通可燃气体，用于燃烧加热。

所述L型连接件10一端与可燃气体接口7连接，另一端通过调节螺栓9与U型连接件8连接。