[发明专利]用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法

摘要

用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，为解决铝钢异种材料对接时由于钢的硬度较高而导致的搅拌针磨损严重，焊接缺陷多，连接强度低而引起的接头失效的问题。方法：一、将待焊钢板和待焊铝板的待焊端面及上下端面焊接区清理干净；二、采用有机溶剂擦拭待焊钢板和待焊铝板的表面，将待焊钢板和待焊铝板以对接的方式置于工作台上并用夹具进行刚性装夹；三、高频感应加热装置设置在搅拌头的前方且位于待焊钢板的待焊区域；四、在待焊钢板的焊接背面铺设薄膜阻热材料；五、合理设置高频感应加热装置的电流频率与线圈匝数；六、启动搅拌摩擦焊机，搅拌针中心位置偏向待焊铝板一侧并沿焊接方向焊接。本发明用于铝钢材料对接焊。

主权项

一种用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一、将待焊钢板(1)和待焊铝板(2)的对接端面及上下端面焊接区(W)清理干净，焊接区(W)为20mm～30mm，去除待焊钢板(1)和待焊铝板(2)表面的氧化物；步骤二、采用有机溶剂擦拭经机械处理过后的待焊钢板(1)和待焊铝板(2)的表面，将待焊钢板(1)和待焊铝板(2)以对接的方式置于工作台上，并用夹具进行刚性装夹；步骤三、高频感应加热装置(3)设置在搅拌头(4)的前方且位于待焊钢板(1)的待焊区域，高频感应加热装置(3)距搅拌头(4)之间的距离b为5mm～25mm，将高频感应加热装置(3)与搅拌摩擦焊机(5)一体化连接，高频感应加热装置(3)在焊接过程中随着搅拌头(4)沿着焊接方向同步移动；步骤四、在待焊钢板(1)的焊接背面铺设薄膜阻热材料(6)，薄膜阻热材料(6)可降低因待焊钢板(1)导热导致的钢板厚度方向温度分布不均；步骤五、合理设置高频感应加热装置(3)的电流频率与线圈匝数，电流频率在20kHz～100kHz之间，线圈匝数在10匝～40匝之间，利用线圈端部磁场在待焊钢板(1)中引起的电磁效应对待焊钢板(1)进行加热，控制待焊钢板(1)的温度在焊接之前维持在400℃～550℃之间；步骤六、启动搅拌摩擦焊机(5)，搅拌针中心位置偏向待焊铝板(2)一侧，偏移距离为搅拌针直径数值的1/4～1/3，搅拌头(4)以转速200r/min～3000r/min，焊接速度10mm/min～1000mm/min，轴肩下压量0.05mm～1mm的焊接参数沿焊接方向焊接。