[发明专利]一种结合了背面加热与正面激冷的搅拌摩擦焊工艺方法

摘要

一种结合了背面加热与正面激冷的搅拌摩擦焊工艺方法，步骤为固定装夹待焊工件，焊缝区域两侧设置加热器，搅拌头外侧设置与搅拌头随动的激冷保护气护罩；启动加热器对待焊工件背面进行加热，保证待焊工件上表面温度不高于250℃；向激冷保护气护罩内通入激冷保护气，其覆盖范围包含焊缝区域及加热器正上方的待焊工件上表面区域；启动搅拌摩擦焊设备，控制旋转的搅拌头扎入待焊工件；搅拌头轴肩端面与待焊工件接触后继续下压一段距离，再停止扎入动作，直到达到设定的扎入深度；在设定的扎入深度下控制搅拌头继续旋转一段时间，使待焊工件的焊缝区域得到充分预热并使其达到良好的塑性状态；控制搅拌头以设定的焊接速度完成焊缝区域的焊接工作。

主权项

一种结合了背面加热与正面激冷的搅拌摩擦焊工艺方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：将待焊工件进行水平固定装夹，在待焊工件下方的焊缝区域两侧对称设置两个加热器，在搅拌头外侧设置一个激冷保护气护罩，激冷保护气护罩与搅拌头进行随动；所述加热器安装在移动式支撑定位底座上，所述移动式支撑定位底座包括底板、轨道槽及支撑滑块，在底板中部设置有焊缝承力区，所述轨道槽分布在焊缝承力区两侧，轨道槽与待焊工件的焊缝相垂直；所述支撑滑块位于轨道槽内，支撑滑块与轨道槽直线滑动配合，支撑滑块与底板之间设置有定位锁紧螺栓；所述加热器固定安装在支撑滑块上表面，在加热器外侧设置有工件装夹调整垫片，待焊工件通过工件装夹调整垫片进行近焊缝位置装夹；步骤二：启动加热器，通过加热器对待焊工件的背面进行加热，同时保证待焊工件的上表面温度不高于250℃；步骤三：向激冷保护气护罩内通入激冷保护气，激冷保护气护罩的覆盖范围包含焊缝区域及加热器正上方的待焊工件上表面区域；步骤四：启动搅拌摩擦焊设备，搅拌头开始旋转，搅拌头旋转速度的取值范围在5～10000r/min之间，控制旋转的搅拌头扎入待焊工件的焊缝，搅拌头的旋转速度根据待焊工件的温度要求进行设定，搅拌头扎入速度的取值范围在1～5mm/min之间；步骤五：当搅拌头的轴肩端面与待焊工件的上表面接触后，搅拌头继续下压一段距离后再停止扎入动作，下压距离的取值范围在0～0.3mm之间，直到达到设定的扎入深度；步骤六：在设定的扎入深度下控制搅拌头继续旋转一段时间，旋转时间的取值范围在0～20s之间，使待焊工件的焊缝区域得到充分预热并使其达到良好的塑性状态；步骤七：控制搅拌头以设定的焊接速度完成焊缝区域的焊接工作，搅拌头的焊接速度取值范围在1～1000mm/min之间，搅拌头的焊接速度根据待焊工件的焊接要求进行设定。