[发明专利]铝钢异种材料搭接的钢表面毛化辅助搅拌摩擦焊方法

摘要

本发明涉及一种铝钢异种材料搭接的钢表面毛化辅助搅拌摩擦焊方法，通过毛化的方式在钢板搭接部位表面获得细小的凸凹结构，利用搅拌头与铝板的摩擦和塑性变形产热，使软化的铝合金与毛化钢板表面的凸凹结构相结合，增大有效结合面积，同时可以抑制铝钢之间形成脆性金属间化合物，使得钢板和铝板形成有效的高质量搭接。最后可以获得焊缝成形美观、力学性能优异、强度可靠的铝钢异种接头；焊接操作过程简单，能有效缩短焊接周期，易于实现自动化。

主权项

一种铝钢异种材料搭接的钢表面毛化辅助搅拌摩擦焊方法，通过以下步骤实现的：步骤一、将待焊铝板和钢板的接触表面及周围20～30mm范围内清理干净，去除试件表面的氧化物；步骤二、采用有机溶剂擦拭机械处理过后的铝板与钢板的表面，去除油污和金属粉尘等杂物，有机溶剂为酒精或者丙酮；其特征在于，步骤三、确定铝板和钢板接头的搭接面积，在钢板上其与铝板搭接的部分通过毛化的方式，使钢板的接触表面均匀分布细小的凸凹结构；步骤四、将铝板与钢板组成铝板在上、钢板在下的搭接接头，选取焊接参数范围为：搅拌针压入钢板0.05‑0.5mm，焊接速度50‑1000mm/min，转速200‑1500r/min，倾斜角度大于0°小于等于5°，进行搅拌摩擦焊接，焊接过程中，一方面通过搅拌头上的搅拌针与钢板进行接触搅拌，形成钢和铝的固相连接，另一方面，利用搅拌头与铝板的摩擦和塑性变形产热，使软化的铝合金与毛化钢板表面的凸凹结构相结合，增大有效结合面积，实现钢板和铝板的搭接；所述的钢板为普通低碳钢或者是低合金钢，铝板为纯铝或者是铝合金；钢板表面毛化方式包括激光毛化、电子束毛化或电火花毛化；步骤四所采用的焊具的材质为镍基合金、碳化钨钴合金或者多晶立方氮化硼，并且以上材质的焊具能够重复使用。