CN105127579A - 搅拌摩擦焊的焊接工艺 - Google Patents

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谷国迎
赵欣
蔡智亮
李彦国
沈金华
许雄
谷斐
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    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种搅拌摩擦焊的焊接工艺，工艺过程为：S1、焊接准备：对待焊接的两个工件分别进行表面处理后，使待焊接的部位对接好；S2、焊接：将待焊接的工件置于通入保护气体的焊接箱内，使搅拌头与工件贴紧后旋转，旋转和行进过程中产生搅拌摩擦热，热量在两个工件内传递，实现焊接，焊接过程中对焊缝进行快速冷却。有益之处在于：本发明的搅拌摩擦焊的焊接工艺中，充分考虑了高温对焊缝质量的影响，利用冷却介质对焊缝进行快速冷却，从而获得了更好的焊接质量。

Description

搅拌摩擦焊的焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种搅拌摩擦焊的焊接工艺，属于焊接技术领域。
背景技术
搅拌摩擦焊(FrictionStirWelding，简称FSW)是英国焊接研究所(TheWeldingInstitute)于1991年发明的专利焊接技术。除了具有普通摩擦焊技术的优点外，还可以进行多种接头形式和不同焊接位置的连接，因而在众多行业中得到了快速发展与广泛应用。
与常规的摩擦焊相似，搅拌摩擦焊也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状(如带螺纹圆柱体)的搅拌针(weldingpin)伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化，同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上，焊头边高速旋转，边沿工件的接缝与工件相对移动。但是，搅拌摩擦焊技术中必然产生大量热量，热量不及时散出的话必然会影响焊接质量，为了获得更好的焊接质量，除了改进设备外，还需对焊接工艺进行改进。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种及时散热从而确保焊接质量的搅拌摩擦焊的焊接工艺。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
搅拌摩擦焊的焊接工艺，工艺过程如下：
S1、焊接准备：对待焊接的两个工件分别进行表面处理后，使待焊接的部位对接好；
S2、焊接：将待焊接的工件置于通入保护气体的焊接箱内，使搅拌头与工件贴紧后旋转，旋转速度为400-600转/分钟，搅拌头的行进速度为10-30毫米/分钟，旋转和行进过程中产生搅拌摩擦热，热量在两个工件内传递，实现焊接，焊接过程中对焊缝进行快速冷却。
优选地，前述焊接准备具体为：采用抛光轮或磨砂轮对待焊接的工件进行表面处理，去除油污和杂质，提高表面光洁度，从而获得更好的焊接质量。
更优选地，前述搅拌头为伸缩型搅拌头。
具体地，前述搅拌头的直径不超过10mm。
为了获得最佳焊接强度，前述搅拌头的行进路线为螺旋形或“回”字形。
进一步地，焊接过程中，搅拌头旁连接一高压冷却介质管路，高压冷却介质管路中的冷却介质温度为-10-15℃，高压冷却介质的压力为0.8-1.0MPa，这样能够及时排出热量，避免高温对焊缝质量的影响。
具体地，步骤S2中的保护气体为氦气、氮气或氩气中的一种。
本发明的有益之处在于：本发明的搅拌摩擦焊的焊接工艺中，充分考虑了高温对焊缝质量的影响，利用冷却介质对焊缝进行快速冷却，从而获得了更好的焊接质量。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明的搅拌摩擦焊的焊接工艺，工艺过程为：
S1、焊接准备：对待焊接的两个工件分别进行表面处理后，使待焊接的部位对接好；具体地，本实施例中采用抛光轮或磨砂轮对待焊接的工件进行表面处理，去除油污和杂质，提高表面光洁度，以期获得更好的焊接质量。
S2、焊接：将待焊接的工件置于通入保护气体（氦气、氮气或氩气中的一种）的焊接箱内，保护气体能够防止焊缝被氧化，从而提高焊缝质量；接着，使伸缩型搅拌头与工件贴紧后旋转，搅拌头的直径不超过10mm，旋转速度为400-600转/分钟，搅拌头的行进速度为10-30毫米/分钟，旋转和行进过程中产生搅拌摩擦热，热量在两个工件内传递，实现焊接，焊接过程中对焊缝进行快速冷却。
为了获得最佳焊接强度，搅拌头的行进路线为螺旋形或“回”字形。
进一步地，焊接过程中，搅拌头旁连接一高压冷却介质管路，高压冷却介质管路中的冷却介质温度为-10-15℃，高压冷却介质的压力为0.8-1.0MPa，这样能够及时排出热量，避免高温对焊缝质量的影响。
综上，本发明的搅拌摩擦焊的焊接工艺中，充分考虑了高温对焊缝质量的影响，利用冷却介质对焊缝进行快速冷却，从而获得了更好的焊接质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，工艺过程如下：
S1、焊接准备：对待焊接的两个工件分别进行表面处理后，使待焊接的部位对接好；
S2、焊接：将待焊接的工件置于通入保护气体的焊接箱内，使搅拌头与工件贴紧后旋转，旋转速度为400-600转/分钟，搅拌头的行进速度为10-30毫米/分钟，旋转和行进过程中产生搅拌摩擦热，热量在两个工件内传递，实现焊接，焊接过程中对焊缝进行快速冷却。
2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，所述焊接准备具体为：采用抛光轮或磨砂轮对待焊接的工件进行表面处理，去除油污和杂质，提高表面光洁度。
3.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，所述步骤S2中，搅拌头为伸缩型搅拌头。
4.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，所述搅拌头的直径不超过10mm。
5.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，所述搅拌头的行进路线为螺旋形或“回”字形。
6.根据权利要求1-5任一项所述的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，焊接过程中，搅拌头旁连接一高压冷却介质管路，高压冷却介质管路中的冷却介质温度为-10-15℃。
7.根据权利要求6所述的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，所述高压冷却介质的压力为0.8-1.0MPa。
8.根据权利要求6所述的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，步骤S2中的保护气体为氦气、氮气或氩气中的一种。
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