[发明专利]上、下轴肩逆向旋转的自持式搅拌摩擦焊接方法

摘要

上、下轴肩逆向旋转的自持式搅拌摩擦焊接方法，它涉及一种自持式搅拌摩擦焊接方法，以解决上、下轴肩直径不相等、但同向等速旋转，焊接过程中，存在焊接热输入大、工件易变形，搅拌针存在断裂倾向，焊缝区温度场、接头组织和残余应力分布不对称，导致接头性能不对称，降低了焊接结构承载能力的问题。方法：一、搅拌头尺寸确定：根据第一被焊工件和第二被焊工件的厚度确定上轴肩、搅拌针及下轴肩的直径；二、确定搅拌针使用长度；三、固定第一被焊工件和第二被焊工件；四、搅拌头定位；五、对第一被焊工件与第二被焊工件进行搅拌摩擦焊接：上轴肩与搅拌针为一体制成，下轴肩与上轴肩转动方向相反。本发明用于自持式搅拌摩擦焊接。

主权项

一种上、下轴肩逆向旋转的自持式搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一、搅拌头尺寸确定：根据第一被焊工件(4)和第二被焊工件(5)的厚度(t)确定上轴肩直径(φ1)、搅拌针直径(φ2)及下轴肩直径(φ3)：上轴肩直径(φ1)为被焊工件厚度(t)的2.8～3倍，搅拌针直径(φ2)为被焊工件厚度(t)的1～1.25倍，下轴肩直径(φ3)为被焊工件厚度(t)的2.5～2.7倍；步骤二、确定搅拌针的使用长度：调整上、下轴肩相对位置使上轴肩(1)的下端面与下轴肩(3)的上端面之间的距离(T)比工件厚度(t)小0.01mm～0.6mm，该距离(T)即为搅拌针的使用长度；步骤三、固定第一被焊工件(4)和第二被焊工件(5)：将第一被焊工件(4)和第二被焊工件(5)用夹具固定在工作台上；步骤四、搅拌头定位：将搅拌头移至工件外侧进行定位，使上轴肩(1)下端面与第一被焊工件(4)和第二被焊工件(5)的上端面重合，或上轴肩(1)下端面低于第一被焊工件(4)和第二被焊工件(5)的上端面0.01～0.3mm，搅拌针(2)的轴心线位于第一被焊工件(4)与第二被焊工件(5)的对接面处；步骤五、对第一被焊工件(4)与第二被焊工件(5)进行搅拌摩擦焊接：上轴肩(1)与搅拌针(2)为一体制成，上轴肩(1)的转速为200转/分钟～3000转/分钟，下轴肩(3)与上轴肩(1)转动方向相反，下轴肩(3)的转速为200转/分钟～3000转/分钟，搅拌头整体以20毫米/分钟～1000毫米/分钟的焊接速度沿第一被焊工件(4)与第二被焊工件(5)的对接面长度方向行走，直至焊接完成。