CN101733542A - 搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接消除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及搅拌摩擦焊接，公开了一种搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法，包括步骤：1.制作垫片，垫片的材料及热处理状态与待焊工件一致；2.装配垫片，将垫片安装在待焊工件与背部刚性垫板中间；3.焊前准备，搅拌工具与主轴中心的夹角为0～3°；4.正式焊接；5.焊接结束后，去除垫片，打磨焊缝背面与基体齐平。本发明可消除搅拌焊接中常出现的未焊透、根部弱连接缺陷，取得提高焊接质量，加强焊接过程稳定性等有益效果。本发明适用于空间任意形状对接型搅拌摩擦焊接。

Description

搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接消除方法
技术领域
本发明涉及一种搅拌摩擦焊接的方法，特别涉及一种搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法。
背景技术
目前，搅拌摩擦焊技术已经成功地应用在军工类的各种产品上，从美国的delta系列火箭燃料贮箱，航天飞机外贮箱，欧盟的阿里安火箭发动机架，日本的H-2A火箭贮箱，至我国的CZ-5E火箭推进剂贮箱，均取得优异的成绩。
根据有关文献记载，对搅拌摩擦焊技术专利的申请已经遍布其各个方面，例1：专利号ZL 200520005493.4，一种平面二维焊缝搅拌摩擦焊主轴头，是针对搅拌摩擦焊设备，提供一种新型的主轴头结构，利用该发明，可任意调节主轴倾角，满足平面二维焊接需要。例2：专利号ZL 200520050618.5，一种用于低熔点合金厚板焊接的强力搅拌焊头，设计一种新型搅拌工具，搅拌工具为分离式，并增加隔热垫，利用该发明，解决厚板搅拌焊中下层金属温度偏低，金属流量大，易产生飞边和孔洞等缺陷，保证焊接质量。例3：专利号US2003071107，一种用于超塑性成型结构件的搅拌摩擦焊接方法，该结构件由两部分组成，结构复杂，易变形，该发明提供一种搅拌摩擦焊接方法，包括焊接顺序，工艺特点，解决该特殊结构的焊接。
但是，上述专利文选都没有提到如何解决搅拌摩擦焊接技术应用至今存在的特有焊接缺陷的方法，其中最为突出的是未焊透，根部弱连接，这两种缺陷的存在极大的影响接头质量和生产效率，经常需要局部返修，严重的导致产品报废，整体重新焊接。因此，需要提供一种新的焊接工艺，改变传统的工艺，解决这两种缺陷，保证焊接质量。
目前没有发现针对未焊透、根部弱连接这两种缺陷的解决办法，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
为了解决传统的搅拌摩擦焊接工艺经常存在未焊透，根部弱连接的缺陷，本发明的目的在于提供一种搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法，利用本发明的方法，可有效解决接头的未焊透，根部弱连接缺陷，保证焊接的质量。
为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法，包括如下步骤：
步骤一、制作垫片，垫片的材料及热处理状态与待焊工件一致；
步骤二、装配垫片，将垫片安装在待焊工件与背部刚性垫板中间，与待焊工件、背部刚性垫板之间无间隙，并对准焊缝中心；
步骤三、焊前准备，搅拌工具完全扎透工件的焊接厚度，搅拌工具对准焊缝中心，搅拌工具与主轴中心的夹角为0～3°；
步骤四、正式焊接，可以是恒位置手动控制方式，或者是恒位置程序控制方式；
步骤五、焊接结束后，去除垫片，打磨焊缝背面与基体齐平。
上述步骤一所述垫片的厚度为0.5mm～1.0mm，其长度完全覆盖实际焊接长度，其宽度略大于搅拌工具的轴肩直径，为5mm～10mm。
本发明一种搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法，由于采取上述焊接工艺，不仅未焊透、根部弱连接缺陷可彻底去除，而且增强焊接过程稳定性，防止出现由于焊接厚度微差和装配阶差而导致的过程波动。该工艺装配过程和焊接过程简单，适合各种空间曲线焊接，尤其满足复杂形状的焊缝。因此，本发明取得了提高焊接质量，加强焊接过程稳定性等有益效果。本发明适用于空间任意形状对接型搅拌摩擦焊接。
附图说明
附图为本发明搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法的操作示意图。
附图标记：1-搅拌焊接工具、2-待焊工件、3-垫片、4-背部刚性垫板、5-焊缝中心、6-主轴中心。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的优选实施例。
附图为本发明搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法的操作示意图，如附图的实施例所示，在待焊工件2与背部刚性垫板4中间增加了一层与工件同等材料的垫片3，搅拌工具1完全扎透工件焊接厚度h，部分扎入薄垫片厚度h′，焊后去除垫片3，并打磨焊缝背面，保证焊缝与基体齐平。
本发明搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法的具体实施方式包括如下的步骤：
步骤一、制作垫片3，材料及热处理状态与待焊工件2一致，其厚度在0.5mm～1.0mm，其长度完全覆盖实际焊接长度，其宽度w略大于搅拌工具1的轴肩直径D，5mm～10mm；
步骤二、装配垫片3，保证与待焊工件2、背部刚性垫板4之间无间隙，并对准焊缝中心5；
步骤三、焊前准备，要求搅拌工具1完全扎透工件2的焊接厚度h，搅拌工具1对准焊缝中心5，搅拌工具1与主轴中心6的夹角A在0～3°；
步骤四、正式焊接，可以是恒位置手动控制方式，或恒位置程序控制方式；
步骤五、焊接结束后，去除垫片3，打磨焊缝背面，要求与基体齐平。
本发明搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法，由于采取上述的焊接工艺，在待焊工件与背部刚性垫板中间增加了一个与待焊接工件材料相同的垫片，因此，消除了未焊透，根部弱连接等缺陷，而且增强了焊接过程稳定性，防止出现由于焊接厚度微差和装配阶差而导致的过程波动。该工艺装配过程和焊接过程简单，适合各种空间曲线焊接，尤其满足复杂形状的焊缝。

Claims (2)

1.一种搅拌摩擦焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一、制作垫片，垫片的材料及热处理状态与待焊工件一致；
步骤二、装配垫片，将垫片安装在待焊工件与背部刚性垫板中间，与待焊工件、背部刚性垫板之间无间隙，并对准焊缝中心；
步骤三、焊前准备，搅拌工具完全扎透工件的焊接厚度，搅拌工具对准焊缝中心，搅拌工具与主轴中心的夹角为0～3°；
步骤四、正式焊接，可以是恒位置手动控制方式，或者是恒位置程序控制方式；
步骤五、焊接结束后，去除垫片，打磨焊缝背面与基体齐平。
2.如权利要求1所述的焊接头未焊透及根部弱连接的消除方法，其特征在于：所述的步骤一、制作垫片，所述垫片的厚度为0.5mm～1.0mm，其长度完全覆盖实际焊接长度，其宽度略大于搅拌工具的轴肩直径，为5mm～10mm。
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