CN103071911A - 一种钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，在匙孔中预置钎料，然后在匙孔内加入填充块，利用无针搅拌头旋转、摩擦T型填充块并下压，钎料受热软化，液态钎料在由匙孔和填充块组成的密闭环境内，受到填充块的挤压和搅拌，液态钎料被驱动流动填充，使液态钎料饱满填充匙孔底部间隙；由于液态钎料的不可压缩，其还沿侧壁界面向上返流，填充侧壁剩余间隙，并溶解侧壁界面，实现侧壁和底部界面的致密合金化。本发明批量修补时不需更换工具，焊后匙孔处无减薄或减薄量极小，节省填充材料，钎料和填充块的预置操作方便，搅拌区表面成形光滑。

Description

一种钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法

技术领域

本发明属于金属焊接技术领域，涉及一种钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法。

背景技术

目前，搅拌摩擦焊匙孔的消除或填补方法主要包括：引出法、铆接法、熔焊填补法、摩擦塞焊法、采用可伸缩式搅拌头以及采用半消耗性组合搅拌头的填充式搅拌摩擦塞补焊。

张贵锋等提出了“一种采用T型填充块与无针搅拌头填充搅拌摩擦焊匙孔的方法”，该方法与其他方法相比有如下优点：利用T型填充块力臂大，可旋压入匙孔的特点，侧壁机械去膜效果较好。但由于后期填充块的屈服、搅拌肩对试样的机械搅拌扭转作用随厚度的增加而递减、表面减薄量的限制，下半部分的界面致密化效果难以实现，底部与侧壁下部出现了连续状的间隙，导致虽然接头的抗拉强度值稳定，但断裂位置出现了两种方式：一种在界面，一种在母材，这于实际利用并不十分理想。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，克服只采用T型填充块进行全固态填充时虽侧壁结合好但底部和侧壁下部填充不致密的缺点。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，包括以下操作：

在匙孔中预置钎料，然后在匙孔内加入填充块，利用无针搅拌头旋转、摩擦T型填充块并下压，钎料接受传导热而熔化；液态钎料在由匙孔和填充块组成的密闭环境内，受到填充块的挤压和搅拌，液态钎料被驱动而流动，饱满填充匙孔底部间隙；由于液态钎料的不可压缩性，其还沿侧壁界面向上返流，填充侧壁剩余间隙，并溶解侧壁界面；利用液态钎料同时实现侧壁和底部界面的致密化与合金化。

进一步，包括以下步骤：

1）将搅拌摩擦焊匙孔上部进行扩孔处理，加工成上宽下窄的台锥形的匙孔，并预清理其内壁；

2）制备T型填充块；

3）将钎料预置于台锥形孔底部；

4）将T型填充块预置入台锥形孔内，并使T型盖头露出一定高度；

5）启动无针搅拌头，旋转、摩擦T型填充块并下压，使T型填充块向匙孔中挤压；

6）搅拌头下压到与待补焊工件上表面基本平齐时，原位摩擦一定时间；

7）去除飞边，使填充表面光滑。

所述的步骤2）是以扩孔内径为基准，按紧配合原则制备T型填充块，其底部触及或不触及钎料；

T型填充块的材质与母材相同，其中，T型填充块的T型圆盖头的直径接近或等于搅拌头直径，T型圆盖头的厚度为1～3mm。

所述的步骤3）是将金属箔状的钎料预置于台锥形匙孔底部。

所述的步骤4）中T型盖头露出的高度为1～3mm。

所述的步骤5）是启动在T型填充块上表面的无针搅拌头，旋转、摩擦并下压，利用无针搅拌头与T型盖头之间的摩擦热和无针搅拌头的下压力，使T型填充块一边受热一边往台锥形匙孔中旋压；

在T型填充块未完全压入台锥形匙孔前，已被无针搅拌头驱动而使T形盖头以下的杆部与台锥形匙孔内壁产生相对摩擦而破膜，同时受到无针搅拌头的摩擦加热和下压力作用，T型填充块的杆部升温、软化。

所述的步骤6）是搅拌头下压到与待补焊工件上表面基本平齐时，原位摩擦的时间为1~18s（视板厚而定）；

利用无针搅拌头对T型填充块的摩擦、搅拌和扭转，以及钎料受热融化后的液相钎料在压力下的填充和溶解，使T型填充块与台锥形匙孔周围的材料受热软化、变形并破除T型填充块和台锥形匙孔接触面的氧化膜；匙孔底部允许有一定厚度的凝固态合金化后的钎料存在。

所述的T型填充块的上半部分为T形盖头，用于和无针搅拌头接触摩擦并将热量传递给整个T型填充块及匙孔周围的材料；下半部分为杆，是用于填充台锥形匙孔的主要部分，其高度大于台锥形匙孔的深度，杆体积大于台锥形匙孔的体积。

所述的T型填充块为标准T型填充块、双T型填充块或底部为台锥形的非标准T型填充块；

所述填充块还能够替换为圆柱形填充块，圆柱形填充块的高度、体积均应大于台锥形匙孔的高度、体积。

所述T型填充块为与待补焊工件一样的材质，

或者选择硬度和强度低于无针搅拌头的、与待补焊工件不同的材质。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，一方面增加了钎料，增加了填充物的量（即使钎料不熔化也有利于固态下的挤压致密），有利于减小表面减薄量，添加的钎料的主组元与母材主组元不形成金属间化合物；另一方面利用熔化后的液态钎料流动性好，在T型填充块的强力挤压和搅拌作用下，液态钎料充分流动，填充底部间隙，并利用密闭容器内液体的不可压缩性，迫使钎料沿侧壁界面向上返流，填充侧壁剩余间隙，并溶解侧壁界面，实现侧壁和底部界面的致密焊合，特别是用液相的填充代替了塑性流动，在底部获得了致密的结合。

本发明提供的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，T型填充块不仅可以起到填充块的作用，而且充当挤压液态钎料的“旋转活塞”；液态钎料在由匙孔和填充块或者垫板、匙孔和填充块组成的密闭容器内，受到T型填充块的挤压和搅拌作用，由于液体的不可压缩性，可充分流动，填充底部所有间隙，并沿侧壁界面返流，填充侧壁剩余间隙，并溶解侧壁界面，实现界面合金化；匙孔底部允许有一定厚度的凝固态合金化后的钎料存在，以减小表面的减薄程度，并以溶解-凝固方式消除底部两板间的根部间隙。液态钎料受到T型填充块的挤压和搅拌作用，具备一定动能，有利于改善其对匙孔侧壁及底部母材的润湿性。

本发明提供的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，主要利用填充块顶部/肩、填充块底部及周边/匙孔内壁间的摩擦热量熔化钎料，对压力的依赖度不是很高，而且允许钎料保留在匙孔底部，不要求全部挤出(实际情况下也不易挤出)。

本发明提供的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，工具设计制作简单(无针工具)，批量修补时不需更换工具，焊后匙孔处无减薄或减薄量极小，节省填充材料，钎料和填充块的预置操作方便，搅拌区表面成形光滑。

本发明提供的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，还可用于铸件表面缺陷及焊缝缺陷的修复，应用面广。

附图说明

图1本发明“钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法”示意图；

(a)：填充块为底部带部分台锥形斜壁的非标准T型填充块；

(b)：填充块为双T型填充块；

(c)：填充块为标准T型填充块(下部的杆的直径介于台锥形匙孔最大和最小直径之间)；

(d)：填充块为标准T型填充块(下部的杆的直径略小于台锥形匙孔最小直径)；

(e)：填充块为底部为台锥形的非标准T型填充块；

(f)：填充块为圆柱形填充块；

1为无针搅拌头，2为T型填充块的头部，3为T型填充块的杆部，4为工件，5为钎料。

图2为拉伸测试试样的形状及尺寸示意图；

图3为拉伸试样在拉伸测试后断口宏观图与对应的载荷—位移曲线；

图4为抗拉强度柱状图，其中a轧制态母材、b未带匙孔的正常致密搅拌摩擦焊缝、c填充前匙孔处的接头、d未加钎料填充匙孔后的接头以及e加钎料填充匙孔后的接头试样的抗拉强度的比较，(说明填充效果很明显：加钎料匙孔填充后的接头强度不低于正常焊缝，优于未加钎料填充匙孔后的接头抗拉强度且远高于填充前带匙孔处接头的强度)；

图5-1～5-6为本发明钎料受挤压后向上返流填充效果与填充块/匙孔界面致密化观察结果（均为背散射照片）：其中，图5-1为低倍宏观照片；图5-2~5-5为图5-1中局部100倍放大照片；图5-6是侧壁中部与底面1000倍放大照片；其中a与j为侧壁界面上部填充效果；b与f为侧壁界面中部填充效果；c与e为侧壁界面底部或底部界面边部的填充效果；d为底部界面中心区填充效果；h为左侧界面中部（见b中）的高倍放大照片；i为右侧中部（见f中）的高倍放大照片；j为底面的高倍放大照片。图5-1~图5-5反映钎料向上返流显著；图5-6反映了界面即使在1000倍下也是致密的，并明显有Al溶解入Zn液中，实现了合金化。可见，钎料的挤压-返流既有利于各界面上各处的致密化填充，又有利于界面各处的合金化。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

为了克服只采用T型填充块进行全固态填充时虽侧壁结合好但底部和侧壁下部填充不致密的缺点。本发明的技术方案的基本操作为：在密闭环境中挤压液态钎料，利用液态钎料在挤压力驱动下的流动填充代替T型填充块在固态下的塑性流动填充，使液态钎料饱满填充底部间隙，并利用液相不可压缩的特点使其沿侧壁界面向上返流，填充侧壁剩余间隙，并溶解侧壁界面实现界面合金化，实现侧壁和底部界面的致密焊合。

进一步，钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将搅拌摩擦焊匙孔上部进行扩孔处理，加工成上宽下窄的台锥形匙孔，并预清理其内壁；

2）制备T型填充块；

3）将钎料预置于台锥形孔底部；

4）将T型填充块预置入台锥形孔内，并使T型盖头露出一定高度；

5）启动无针搅拌头，旋转、摩擦T型填充块并下压，使T型填充块向匙孔中挤压；

6）搅拌头下压到与待补焊工件上表面基本平齐时，原位摩擦一定时间；

7）去除飞边，使填充表面光滑。

具体的，操作步骤如下：

(1)先将搅拌摩擦焊匙孔上部进行扩孔处理，加工成上宽下窄的台锥形并预清理其内壁，以便填充块能顺利置入，若搅拌摩擦焊后的匙孔本身为台锥形，则可免去扩孔工序。

(2)以扩孔内径为基准，按紧配合原则制备可部分或直接可达台锥形匙孔底面的T型填充块，其材质与母材相同，其中，T型填充块的T型圆盖头的直径接近或等于搅拌头直径，T型圆盖头的厚度为1~3mm。

在此，需要指出的是，T型盖头的主要作用有：提供面积较大的摩擦发热面，使无针搅拌头能直接先对较大的填充块进行预热，避免台锥(柱)状部分因线速度小而发热不足，从而确保整个填充块的足够发热；带动整个填充块旋转与压入，以实现填充块与匙孔内壁、底面间的摩擦去膜；利用T型盖头的导热与及其与匙孔表面材料的摩擦实现对匙孔内壁周边的间接加热，为填充块/匙孔内壁界面间的再结晶创造条件；在上述先对填充料块、后对匙孔周边的摩擦加热过程中，能防止造成匙孔处工件的减薄。T型盖头的厚度及直径根据待补焊工件的板厚确定。

(3)将钎料(金属箔)预置于台锥形孔底部。加钎料是为了：利用液相钎料的填充和冶金两大作用(母材基体的溶解带来的界面合金化和去膜)，有效消除由于温度梯度和搅拌肩对界面下半部分较弱的机械作用的影响而带来的填充块/匙孔下半部分的界面(匙孔底部和侧壁下半部分)未致密焊合现象。钎料的用量根据实际情况结合常识决定。

(4)将制备好的T型填充块预置入台锥形孔内，要求T型填充块的T型盖头须露出一定高度（该高度根据实际情况结合常识决定），杆体积要大于匙孔的体积，为致密填充较宽的匙孔上部创造条件。

(5)启动在填充块上表面的无针搅拌头旋转、摩擦并下压，利用肩与T型盖头之间的摩擦热和无针搅拌头的下压力的联合作用使填充块一边受热一边往匙孔中旋压；

填充块在未完全压入匙孔前，已被无针搅拌头驱动而使圆形盖头以下的杆部能与匙孔内壁产生相对摩擦而破膜，同时受到无针搅拌头的预摩擦加热和下压力作用，杆部产生了一定的温升、软化，从而易于向未填满处塑性流动。

(6)搅拌头下压到与待补焊工件上表面基本平齐时，原位摩擦一定的时间(该时间根据实际情况结合常识决定)，利用肩的摩擦、搅拌和扭转作用以及液相钎料的填充和溶解冶金作用使填充块与匙孔周围的材料进一步受热软化、变形并破除填充块和匙孔接触面的氧化膜，实现界面的致密结合，最终使匙孔得到填补修复。

该阶段主要是对匙孔周边进行加热，为界面的再结晶及钎料的填充和溶解冶金过程创造条件。

(7)去除飞边，使填充表面光滑美观。

关于T型(或柱形)填充块的材质、形状及尺寸的选择与设计：

根据待补焊工件的焊接性、加工性、应用背景和价格等因素，T型填充块可以选择和待补焊工件一样材质的材料，也可以选择不同材质的材料，但其硬度和强度应低于搅拌头，以防搅拌头过度磨损。

参见图1，所述填充块是底部带部分台锥形斜壁的非标准T型填充块、标准T型填充块、双T型填充块或底部为台锥形的非标准T型填充块；要求不高时，也可选用无T型盖头的简单柱状填充块。

所述填充块的上半部分为盖，用于和无针搅拌头接触摩擦并将热量传递给整个填充块及匙孔周围的材料；下半部分为杆，是用于填充匙孔的主要部分，其高度和体积均要大于匙孔，以保证饱满填充。

所述T型填充块可选择和待补焊工件一样材质的材料，或者选择和待补焊工件不同材质的材料，但其硬度和强度应低于搅拌头，以防搅拌头过度磨损。

T型盖头的厚度及直径：根据待补焊工件的板厚确定，即板较厚时应适当增加T型盖头的厚度及直径。

所述填充块换成圆柱形填充块，但其高度和体积同样均应大于匙孔，以保证饱满填充。

以下介绍一具体实施案例说明如何实施本方法，并介绍所补焊接头性能的测试结果及T型填充块/匙孔界面致密化观察结果。

选用厚度为5mm(实测厚度为4.7mm)市售纯铝板L2作为待补焊工件，将铝板剪成80×70×4.7mm的试样。为尽量真实准确验证本方法的填充补焊效果，补焊前预先在板上用带针搅拌头进行一次搅拌摩擦缝焊，以获取匙孔。T型填充块采用与待补焊工件一样的材质。带针搅拌头和无针搅拌针均为45钢制搅拌头。无针搅拌头为可反复使用、无需更换的的圆柱状非消耗性工具，无针搅拌头无需倾斜。

钎料采用市售的纯Zn箔片。搅拌摩擦缝焊和无针搅拌头填充匙孔工艺的工具形状及尺寸和工艺参数分别如表1、表2所示：

表1搅拌摩擦缝焊和搅拌摩擦加工填充消除匙孔工艺的工具形状及尺寸和工艺参数

表2搅拌摩擦缝焊和搅拌摩擦加工填充消除匙孔工艺的工艺参数

底部带部分台锥形斜壁的非标准T型填充片尺寸参数为：上半部分T型盖头的直径为15mm，厚度为3mm；下半部分带台锥形斜壁的杆的圆柱部分直径为7.5mm，长度为3.5mm，倒台锥部分长度为2mm，锥度为12°。钎料的厚度为0.1mm，面积稍小于匙孔底部面积。

采用拉伸实验测试被填充后匙孔处的接头性能，以评价填充效果。为了准确测定被填充后匙孔处的接头性能，对填充后的试样作如下处理：

1、以原匙孔(直径为7.7mm)为中心，垂直于焊缝方向，截取80(长)×10(宽)mm的长条形样，这样匙孔的宽度占整个拉伸样的宽度比例接近80%，拉伸结果能有效反映出匙孔填充的效果；

2、用铣床将飞边去除并用砂纸将试样表面包括侧面打磨平整，最终做成80×10×4.7mm的长条形拉伸样。为便于直观了解补焊接头的性能及体现本发明的改进和创新性，采用相同的尺寸，相互比较母材、未带匙孔的搅拌摩擦焊缝、填充前带匙孔的搅拌摩擦焊接头、未加钎料填充后的补焊接头以及加钎料填充后的补焊接头的抗拉载荷。

实施效果简介如下：

观察带针搅拌摩擦焊留下的匙孔和无针搅拌摩擦填充了的匙孔外观图。可以看出填充后接头表面虽然有一些飞边存在，但带针搅拌摩擦焊留下的收焊匙孔已被填充，且搅拌区表面光滑平整，无任何毛刺。

图2为拉伸测试试样的形状及尺寸(80×10×4.7mm长条形试样)示意图。

图3为采用本发明的方法加钎料填补匙孔后的接头拉伸断口宏观图片和载荷—位移曲线。值得指出的是，在未加钎料填补匙孔后的接头拉伸试样中，尽管测得的抗拉强度相差不大，但断裂位置出现在两种位置：一种出现在和肩边缘接触的再结晶软化母材上；另一种出现在填充块/匙孔的界面处。在采用本发明的方法加钎料填补匙孔后的接头拉伸测试中，试样的断裂位置稳定地出现于和肩边缘接触的再结晶软化母材上。

表3以表格形式列出了三个填补后的拉伸试样的断裂位置、最大抗拉载荷及它们的平均值。从表3可以看出，三个拉伸样的最大抗拉载荷、抗拉强度和断裂位置非常稳定。这是证明本方法可行性的有力证据之一。

表3填充接头拉伸试样的断裂位置和试验数据

图4为本发明所得加钎料填充匙孔后的接头试样与轧制态母材、未带匙孔的正常致密搅拌摩擦焊缝试样、填充前带匙孔的搅拌摩擦焊缝试样以及未加钎料填补匙孔后的接头拉伸试样(试样尺寸均为80×10×4.7mm)的抗拉强度的比较图。从图中可以看出加钎料填充后的接头抗拉强度(83.277MPa)达到了轧制态母材抗拉强度(123.70MPa)的67.32%，不仅超过了未带匙孔的正常搅拌摩擦焊缝的抗拉强度(72.28MPa)，优于未加钎料填充接头的抗拉强度(76.38MPa)，而且远远大于填充前带匙孔的搅拌摩擦焊接头的抗拉强度(27.57MPa)，是填充前的3.02倍。说明本发明对匙孔的填充补焊作用是非常明显的，也说明加钎料对填充效果是有帮助的。这是证明本方法可行性的有力证据之二。

图5-1～图5-6为钎料受挤压后向上返流填充效果与T型填充块/匙孔界面致密化观察结果。未加钎料时，在100倍的放大倍数下，可以看到T型填充块/匙孔上半部分界面得到了有效致密接合，但同时由于温度梯度及搅拌肩对界面下半部分较弱的机械作用的影响可以看到填充块/匙孔下半部分的界面未完全焊合起来。加钎料后，在100倍的倍数下，可以看到由于底部钎料的冶金作用(铝基体的溶解+去膜)，T型填充块/匙孔的下半部分界面(包括底部界面和侧壁下半部)得到了致密焊合，同时在搅拌工具对填充块的挤压力作用下，液态Zn沿着侧界面返流扩散，对侧面也产生了有效的填充与冶金作用，即使在1000倍下也能看到界面是致密的。EDS线能谱分析表明，不管是填充块/匙孔侧界面还是底部界面，Al、Zn都发生了不同程度的扩散，这说明Zn钎料的冶金去膜作用是有效的。T型填充块/匙孔的致密界面是证明本方法可行性的有力证据之三。

综上所述，通过上述实施例子的介绍，本发明提出的“钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法”的可行性得到实证。该技术的优点可概述如下：

(1)本方法对于匙孔底部填充困难的区域，利用液态钎料在挤压力作用下的流动填充，代替T型填充块在固态下的塑性流动填充，补焊处比熔焊填充法残余应力低，工件变形小，补焊焊缝接头强度高。对于纯铝材料而言，补焊焊缝接头的拉伸强度可达到正常母材的67.32%，不仅超过了未带匙孔的正常搅拌摩擦焊缝的抗拉强度，优于未加钎料填充接头的抗拉强度，而且远远大于填充前带匙孔的搅拌摩擦焊接头的抗拉强度，是填充前的3.02倍。

(2)在多种机制的共同作用下，整个界面范围内能同时获得致密的结合，但上下部分界面焊合机理侧重点有所不同。界面的上半部分以无针搅拌工具的扭转，摩擦和搅拌等机械作用为主，辅以少量的液相钎料的冶金作用，使得界面的上半部分得到了有效的致密结合。下半部分界面以钎料的冶金作用(母材基体的溶解+冶金去膜)为主，辅以搅拌工具对填充片的旋压(去膜)作用及对下半部分界面的机械作用等等，获得了致密结合。这样，于整个界面范围内，多种机制的联合作用下，在T型填充片/匙孔的上下界面能同时获得去膜良好的致密结合。

(3)工具设计制作简单（无针工具），批量修补时不需更换工具，焊后匙孔处无减薄或减薄量极小，节省填充材料(无需插入搅拌工具内部的长柄)，钎料和填充块的预置操作方便，搅拌区表面成形光滑。

(4)节省材料，且材料利用率高，可根据匙孔的大小确定填充片的尺寸。

(5)一次补焊即可填充消除匙孔，工艺稳定性和再现性高。

(6)不需要其他专门设备，在传统搅拌摩擦焊机上即可完成，而且操作简单，易于管理。

(7)不仅可应用于平板收焊匙孔的补焊，也可应用于环焊缝匙孔的补焊，可应用范围较广。

(8)该方法还可用于铸件表面缺陷或者其他的焊缝缺陷的修复，应用面广。

最后，应该指出的是，以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于由本发明所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，包括以下操作：

在匙孔中预置钎料，然后在匙孔内加入填充块，利用无针搅拌头旋转、摩擦T型填充块并下压，钎料接受传导热而熔化；液态钎料在由匙孔和填充块组成的密闭环境内，受到填充块的挤压和搅拌，液态钎料被驱动而流动，饱满填充匙孔底部间隙；由于液态钎料的不可压缩性，其还沿侧壁界面向上返流，填充侧壁剩余间隙，并溶解侧壁界面；利用液态钎料同时实现侧壁和底部界面的致密化与合金化。

2.如权利要求1所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将搅拌摩擦焊匙孔上部进行扩孔处理，加工成上宽下窄的台锥形的匙孔，并预清理其内壁；

2）制备T型填充块；

3）将钎料预置于台锥形孔底部；

4）将T型填充块预置入台锥形孔内，并使T型盖头露出一定高度；

5）启动无针搅拌头，旋转、摩擦T型填充块并下压，使T型填充块向匙孔中挤压；

6）搅拌头下压到与待补焊工件上表面基本平齐时，原位摩擦一定时间；

7）去除飞边，使填充表面光滑。

3.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的步骤2）是以扩孔内径为基准，按紧配合原则制备T型填充块，其底部触及或不触及钎料；

T型填充块的材质与母材相同，其中，T型填充块的T型圆盖头的直径接近或等于搅拌头直径，T型圆盖头的厚度为1～3mm。

4.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的步骤3）是将金属的钎料预置于台锥形匙孔底部。

5.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的步骤4）中T型盖头露出的高度为1～3mm。

6.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的步骤5）是启动在T型填充块上表面的无针搅拌头，旋转、摩擦并下压，利用无针搅拌头与T型盖头之间的摩擦热和无针搅拌头的下压力，使T型填充块一边受热一边往台锥形匙孔中旋压；

在T型填充块未完全压入台锥形匙孔前，已被无针搅拌头驱动而使T形盖头以下的杆部与台锥形匙孔内壁产生相对摩擦而破膜，同时受到无针搅拌头的摩擦加热和下压力作用，T型填充块的杆部升温、软化。

7.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的步骤6）是搅拌头下压到与待补焊工件上表面基本平齐时，原位摩擦的时间为1～18s；

利用无针搅拌头对T型填充块的摩擦、搅拌和扭转，以及钎料受热融化后的液相钎料在压力下的填充和溶解，使T型填充块与台锥形匙孔周围的材料受热软化、变形并破除T型填充块和台锥形匙孔接触面的氧化膜；匙孔底部允许有一定厚度的凝固态合金化后的钎料存在。

8.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的T型填充块的上半部分为T形盖头，用于和无针搅拌头接触摩擦并将热量传递给整个T型填充块及匙孔周围的材料；下半部分为杆，是用于填充台锥形匙孔的主要部分，其高度大于台锥形匙孔的深度，杆体积大于台锥形匙孔的体积。

9.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述的T型填充块为标准T型填充块、双T型填充块或底部为台锥形的非标准T型填充块；

所述填充块还能够替换为圆柱形填充块，圆柱形填充块的高度、体积均应大于台锥形匙孔的高度、体积。

10.如权利要求2所述的钎料挤压-返流填充搅拌摩擦焊匙孔的方法，其特征在于，所述T型填充块为与待补焊工件一样的材质，或者选择硬度和强度低于无针搅拌头的、与待补焊工件不同的材质。

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