CN104625391A - 一种工件表面缺陷的修补方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种工件表面缺陷的修补方法，包括以下步骤：步骤1、测量工件(1)表面的缺陷(2)的深度，当缺陷(2)的深度小于等于3mm时，进行步骤2；当缺陷(2)的深度大于3mm时，进行步骤3；步骤2、将缺陷(2)加工成凹槽(3)，用金属块(4)填充凹槽(3)，对填充部位的表面进行流动摩擦焊接；步骤3、对缺陷(2)处熔焊，对该熔焊的填充部位的表面进行流动摩擦焊接。该工件表面缺陷的修补方法可以保证修补的尾孔位置及缺陷修补位置无任何缺陷，弥补了大型工件表面划伤无法修补的技术缺陷，同时有效的消除搅拌摩擦焊后尾孔，提高了工件的利用率及可靠性。

Description

一种工件表面缺陷的修补方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体的是一种工件表面缺陷的修补方法。
背景技术
搅拌摩擦焊接过程中，如图5所示，在焊缝的结束处会留有尾孔(为缺陷2的一种)，影响工件表面美观。部分产品要求必须消除该尾孔。目前焊接尾孔的消除方法有三种，其中一种是利用可回抽的搅拌头消除焊后尾孔，另外一种是采用摩擦塞焊工艺消除焊后尾孔，第三种是焊接时采用引入引出板。其中可回抽式搅拌头消除尾孔过程中，回抽搅拌针时，塑性金属材料容易进入搅拌针和轴肩形成的间隙内，由此影响下次焊接。摩擦塞焊是利用与工件同种材料的塞棒在高速旋转下同工件材料一起发生塑化行程焊接接头，填补尾孔。但是这种工艺方法焊缝容易出现孔洞等缺陷。利用引入引出板增加了工装设计难度及成本。以上三种焊缝尾孔就修补焊缝的工艺方法都不能满足高质量的焊接需求。因此迫切需要一种新的修补工艺来实现焊缝尾孔消除及焊缝缺陷修补。
发明内容
为了解决消除焊缝尾孔及焊缝缺陷的问题。本发明提供了一种工件表面缺陷的修补方法，该工件表面缺陷的修补方法可以保证修补的尾孔位置及缺陷修补位置无任何缺陷，弥补了大型工件表面划伤无法修补的技术缺陷，同时有效的消除搅拌摩擦焊后尾孔，提高了工件的利用率及可靠性。
本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：一种工件表面缺陷的修补方法，包括以下步骤：
步骤1、测量工件表面的缺陷的深度，当缺陷的深度小于等于3mm时，进行步骤2；当缺陷的深度大于3mm时，进行步骤3；
步骤2、将缺陷加工成凹槽，用金属块填充凹槽，对填充部位的表面进行流动摩擦焊接；
步骤3、对缺陷处熔焊，对该熔焊的填充部位的表面进行流动摩擦焊接。
缺陷为搅拌摩擦焊接后在工件表面留下的焊后尾孔。
缺陷为划伤。
缺陷为凹坑或气孔。
工件为铝合金或铜合金或镁合金。
在步骤2中，凹槽为棱台状或棱柱状，凹槽的体积大于缺陷的体积并且缺陷完全在凹槽内。
在步骤2中，凹槽为四棱台状或四棱柱状，凹槽的体积大于缺陷的体积并且缺陷完全在凹槽内。
金属块的材质与工件的材质相同，金属块与凹槽过盈配合。
金属块与凹槽过盈配合的过盈量为0.01mm～0.1mm。
在所述流动摩擦焊接时，流动摩擦头的工作端的直径大于所述填充部位的宽度。
本发明的有益效果是：该工件表面缺陷的修补方法可以保证修补的尾孔位置及缺陷修补位置无任何缺陷，弥补了大型工件表面划伤无法修补的技术缺陷，同时有效的消除搅拌摩擦焊后尾孔，提高了工件的利用率及可靠性。
附图说明
下面结合附图对本发明所述的工件表面缺陷的修补方法作进一步详细的描述。
图1是用金属块填充工件表面缺陷时的剖视立体示意图。
图2是用金属块填充工件表面缺陷后的剖视立体示意图。
图3是流动摩擦焊接时使用的焊接工具的示意图。
图4是工件表面的划伤缺陷。
图5是搅拌摩擦焊接后留有的尾孔的示意图。
其中1.工件，2.缺陷，3.凹槽，4.金属块，5.流动摩擦焊接工具，51.流动摩擦头，511.工作端，52.夹持柄。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的工件表面缺陷的修补方法作进一步详细的说明。所述工件表面缺陷的修补方法包括以下步骤：
步骤1、测量工件1表面的缺陷2的深度，当缺陷2的深度小于等于3mm时，进行步骤2；当缺陷2的深度大于3mm时，进行步骤3；
步骤2、将缺陷2加工成凹槽3，用金属块4填充凹槽3，如图1和图2所示，对填充部位的表面进行流动摩擦焊接；
步骤3、对缺陷2处熔焊，对该熔焊的填充部位的表面进行流动摩擦焊接。
缺陷2为搅拌摩擦焊接后在工件1表面留下的焊后尾孔，如图5所示，或缺陷2为划伤，如图4所示。或缺陷2为凹坑或气孔。
工件1为铝合金或铜合金或镁合金等热塑性金属材料。在步骤2中，凹槽3为规则的形状如四棱台状或四棱柱状，凹槽3的体积大于缺陷2的体积并且缺陷2完全在凹槽3内，即凹槽3能够完全包裹住缺陷2。金属块4的材质与工件1的材质相同，金属块4与凹槽3过盈配合。金属块4与凹槽3过盈配合的过盈量为0.01mm～0.1mm。
流动摩擦焊接工具5如图3所示，包括流动摩擦头51和夹持柄52，流动摩擦头51的一端与夹持柄52固定连接，流动摩擦头51的另一端设有圆柱形的工作端511，其中，夹持柄52用于和驱动旋转部件连接，流动摩擦头5用于实现流动搅拌摩擦焊接，且所述夹持柄52和流动摩擦头51为一体式结构。
所述填充部位的表面一般会有长度方向(尺寸大于宽度的方向)和宽度方向，在所述流动摩擦焊接时，流动摩擦头51的工作端511的直径大于所述填充部位的宽度(宽度方向的宽度)，即在进行流动摩擦焊接时，流动摩擦头51的工作端511工作时在所述填充部位的表面移动能够覆盖整个所述填充部位的表面。
具体的，如附图5所示：现有材质是铝合金材料的两个板材进行搅拌摩擦焊接。
板厚均是3mm，左右两个板材拼接形式是对接，采用搅拌摩擦焊接技术连接两个板材形成工件1，搅拌头在驱动力作用下高速旋转扎入左右两个板材的对接焊缝进行搅拌摩擦焊接，焊接完成后搅拌头抽出焊缝，在焊缝完成位置会留有尾孔(即为本实施例中的缺陷2)，缺陷2的深度小于3mm。尾孔的截面形状成倒锥形，在该尾孔位置加工出如附图1所示的规则形状凹槽3(倒四棱台状的凹槽3)，在凹槽3内填充上大小和相同形状的金属块4，如图1和图2所示，然后利用流动摩擦头5对金属块4的表面进行流动摩擦焊接，具体实施过程是流动摩擦头5旋转接触工件1的填充部位的表面并停留一定时间，然后沿工件1上表面移动一定距离，在这段移动距离内包括所述填充部位，由此完成尾孔补焊。
当工件1的厚度＞3mm时，并且缺陷2的深度大于3mm时，先利用熔焊工艺填充尾孔，但是熔焊填充的工件1表面(即填充部位的表面)粗糙不平，可以再利用流动摩擦头5对该熔焊的填充部位的表面重新进行流动摩擦焊接，保证焊缝表面无缺陷，晶粒细小均匀。
利用本发明中的工件表面缺陷的修补方法可以填充搅拌摩擦焊焊后尾孔，提高焊缝性能，具有极高的经济价值。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种工件表面缺陷的修补方法，其特征在于，所述工件表面缺陷的修补方法包括以下步骤：
步骤1、测量工件(1)表面的缺陷(2)的深度，当缺陷(2)的深度小于等于3mm时，进行步骤2；当缺陷(2)的深度大于3mm时，进行步骤3；
步骤2、将缺陷(2)加工成凹槽(3)，用金属块(4)填充凹槽(3)，对填充部位的表面进行流动摩擦焊接；
步骤3、对缺陷(2)处熔焊，对该熔焊的填充部位的表面进行流动摩擦焊接。
2.根据权利要求1所述的工件表面缺陷的修补方法，其特征在于：缺陷(2)为搅拌摩擦焊接后在工件(1)表面留下的焊后尾孔。
3.根据权利要求1所述的工件表面缺陷的修补方法，其特征在于：缺陷(2)为划伤。
4.根据权利要求1所述的工件表面缺陷的修补方法，其特征在于：缺陷(2)为凹坑或气孔。
5.根据权利要求1所述的工件表面缺陷的修补方法，其特征在于：工件(1)为铝合金或铜合金或镁合金。
6.根据权利要求1所述的工件表面缺陷的修补方法，其特征在于：在步骤2中，凹槽(3)为棱台状或棱柱状，凹槽(3)的体积大于缺陷(2)的体积并且缺陷(2)完全在凹槽(3)内。
7.根据权利要求1所述的工件表面缺陷的修补方法，其特征在于：在步骤2中，凹槽(3)为四棱台状或四棱柱状，凹槽(3)的体积大于缺陷(2)的体积并且缺陷(2)完全在凹槽(3)内。
8.根据权利要求1所述的工件表面缺陷的修补方法，其特征在于：金属块(4)的材质与工件(1)的材质相同，金属块(4)与凹槽(3)过盈配合。
9.根据权利要求1所述的工件表面缺陷的修补方法，其特征在于：金属块(4)与凹槽(3)过盈配合的过盈量为0.01mm～0.1mm。
10.根据权利要求1所述的工件表面缺陷的修补方法，其特征在于：在所述流动摩擦焊接时，流动摩擦头(51)的工作端(511)的直径大于所述填充部位的宽度。
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