CN106271035A - 一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法 - Google Patents

一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106271035A
CN106271035A CN201610898409.9A CN201610898409A CN106271035A CN 106271035 A CN106271035 A CN 106271035A CN 201610898409 A CN201610898409 A CN 201610898409A CN 106271035 A CN106271035 A CN 106271035A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium alloy
aluminium
aluminium lithium
rolling
welded joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610898409.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张志清
吴洋
李旭
张飞
向晨星
樊祥泽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN201610898409.9A priority Critical patent/CN106271035A/zh
Publication of CN106271035A publication Critical patent/CN106271035A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/24—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/127—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding friction stir welding involving a mechanical connection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
    • B21B2001/386—Plates

Abstract

本发明公开了一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法，通过在原始铝锂合金板材表面轧制1xxx系纯铝板材形成包覆层，对复合板材进行搅拌摩擦焊接。对于含铝锂合金，与普遍无保护焊接方法相比，本发明可减少锂元素烧损，保证铝锂合金板材性能均一，有效提高焊后焊接接头强度。同时，可以根据实际状况的需要，改变1xxx系纯铝层的厚度，以适应不同使用环境。且可通过在铝锂合金上下表面均轧制一层1xxx系纯铝，进行双面搅拌摩擦焊，从而实现铝锂合金厚板的焊接；保证了焊接后工件使用的可靠性。

Description

一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法。
背景技术
目前，通常采用对接头进行焊后热处理的方法提高焊接接头性能。
然而，该方法在实际应用方面表现出诸多不足。首先，焊接接头区域由于锂的烧损使材料成分发生改变，通过焊后热处理并不能有效恢复接头性能。其次，在焊接以后进行热处理增加了加工工序，且对于大型构件焊后热处理难以实施和控制。
铝锂合金材料在焊接过程中锂烧损，焊接接头强度不高，不能保证焊接后工件使用中的可靠性；
针对以上缺陷和不足，在此提出一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法，旨在解决铝锂合金搅拌摩擦焊接过程中锂易烧损，焊接接头强度不高，不能保证焊接后工件使用中的可靠性问题。
本发明是这样实现的，一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法，该表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法为：
通过在原始铝锂合金板材上表面或上下两个表面轧制1xxx系纯铝板材形成包覆层，对复合板材进行搅拌摩擦焊接。
该表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法包括以下步骤：
对要进行轧制的两种铝合金板材表面进行预处理，包括钢刷清除表面氧化层，酸洗，碱洗清除油污，去除两种铝合金轧制面的氧化层，露出新鲜表面；
在铝锂合金表面轧制1xxx系纯铝，并根据铝锂合金及纯铝板材厚度设计适当的轧制参数，采用大压下量轧制，保证变形主要集中在纯铝层及轧制后复合牢固；
综合1xxx系及铝锂合金在搅拌摩擦焊接中的特点，选择搅拌摩擦焊接参数，转速/焊接移动速度比4-8，对待焊复合板进行焊接。
与普遍采取的焊接接头焊后热处理的方法相比，本发明可减少加工工序，保证铝锂合金板材性能均一，有效提高焊后焊接接头强度。同时，可以根据实际状况的需要，改变1xxx系纯铝层的厚度，以适应不同使用环境。且可通过在铝锂合金上下表面均轧制一层1xxx系纯铝，进行双面搅拌摩擦焊接，从而实现铝锂合金厚板的焊接；保证了焊接后工件使用的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法流程图.
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示：本发明提供的一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法，
通过在原始铝锂合金板材表面(仅上表面或上下两个表面)轧制1xxx系纯铝板材形成包覆层，从而在搅拌摩擦焊接过程中对铝锂合金层起到保护作用，阻止锂的挥发和烧损。
本实施方案中选择的板材分别2mm厚2195铝锂合金和1mm厚1xxx系纯铝，具体实施方案如下：
S101:对要进行轧制的两种铝合金板材表面进行预处理。主要是去除轧制面的氧化层，使待轧制板材露出新鲜表面，以保障板材轧制后的结合强度。
S102:借鉴板材复合轧制，在强度高的铝合金表面轧制1xxx系纯铝的经验，通过设计适当的轧制参数，在2195铝锂合金表面轧制1xxx系纯铝。
S103:综合1xxx系及2xxx系铝锂合金在搅拌摩擦焊接中的特点，选择合适的搅拌摩擦焊接参数，对待焊复合板进行焊接。
本发明的具体实施方案如下：
对要进行轧制的两种铝合金板材表面进行预处理，包括钢刷清除表面氧化层，酸洗，碱洗清除油污，去除两种铝合金轧制面的氧化层，露出新鲜表面；
在铝锂合金表面轧制1xxx系纯铝，并根据铝锂合金及纯铝板材厚度设计适当的轧制参数，采用大压下量轧制，保证变形主要集中在纯铝层及轧制后复合牢固；
综合1xxx系及铝锂合金在搅拌摩擦焊接中的特点，选择搅拌摩擦焊接参数，转速/焊接移动速度比4-8，对待焊复合板进行焊接。
下面结合原理分析对本发明进一步说明。
搅拌摩擦焊接(FSW)是使待焊工件在搅拌头轴肩与搅拌针的搅拌及挤压作用下实现材料连接的固相焊接技术，该技术具有接头质量高、焊接变形小和焊接过程绿色无污染等特点，是铝合金的优选焊接方法。
经疲劳、断裂及弯曲等试验证明，搅拌摩擦焊接接头的机械性能通常能达到与母材接近的程度，表1为部分典型铝合金搅拌摩擦焊接接头性能，
表1典型铝合金搅拌摩擦焊接接头性能
其中2xxx系铝锂合金搅拌摩擦焊的焊接接头强度与其他系列相比较低。原因在于，铝锂合金中锂的溶解度较高且随温度变化明显，使铝锂合金具有显著的时效强化效应，但在搅拌摩擦焊接过程中轴肩与工件摩擦产生大量热量会造成工件表面层锂的挥发和烧损，从而使焊接接头软化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法，其特征在于，该表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法为：
通过在原始铝锂合金板材上表面或上下两个表面轧制1xxx系纯铝板材形成包覆层，对复合板材进行搅拌摩擦焊接。
2.如权利要求1所述的表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法，其特征在于，该表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法包括以下步骤：
对要进行轧制的两种铝合金板材表面进行预处理，包括钢刷清除表面氧化层，酸洗，碱洗清除油污，去除两种铝合金轧制面的氧化层，露出新鲜表面；
在铝锂合金表面轧制1xxx系纯铝，并根据铝锂合金及纯铝板材厚度设计适当的轧制参数，采用大压下量轧制，保证变形主要集中在纯铝层及轧制后复合牢固；
综合1xxx系及铝锂合金在搅拌摩擦焊接中的特点，选择搅拌摩擦焊接参数，转速/焊接移动速度比4-8，对待焊复合板进行焊接。
CN201610898409.9A 2016-10-14 2016-10-14 一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法 Pending CN106271035A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610898409.9A CN106271035A (zh) 2016-10-14 2016-10-14 一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610898409.9A CN106271035A (zh) 2016-10-14 2016-10-14 一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106271035A true CN106271035A (zh) 2017-01-04

Family

ID=57717368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610898409.9A Pending CN106271035A (zh) 2016-10-14 2016-10-14 一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106271035A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114539009A (zh) * 2022-03-01 2022-05-27 中国科学院兰州化学物理研究所 一种高稳定性高相容性改性铝锂合金粉的制备方法
CN115228936A (zh) * 2022-08-02 2022-10-25 集美大学 一种高界面结合强度的叠层铝合金制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1150179A (zh) * 1995-11-14 1997-05-21 东北大学 铝锂合金低温超塑性预处理的方法
US20040050907A1 (en) * 1999-09-03 2004-03-18 Dracup Brian J. Friction stir welding as a rivet replacement technology
CN103173700A (zh) * 2013-03-15 2013-06-26 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 Al-Cu-Li-X铝锂合金表面脱锂层的制备方法
CN103537881A (zh) * 2013-09-30 2014-01-29 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种铝锂合金板表面包铝的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1150179A (zh) * 1995-11-14 1997-05-21 东北大学 铝锂合金低温超塑性预处理的方法
US20040050907A1 (en) * 1999-09-03 2004-03-18 Dracup Brian J. Friction stir welding as a rivet replacement technology
CN103173700A (zh) * 2013-03-15 2013-06-26 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 Al-Cu-Li-X铝锂合金表面脱锂层的制备方法
CN103537881A (zh) * 2013-09-30 2014-01-29 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种铝锂合金板表面包铝的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国机械工程学会焊接学会编: "《焊接手册（第三版）》", 31 January 2008 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114539009A (zh) * 2022-03-01 2022-05-27 中国科学院兰州化学物理研究所 一种高稳定性高相容性改性铝锂合金粉的制备方法
CN115228936A (zh) * 2022-08-02 2022-10-25 集美大学 一种高界面结合强度的叠层铝合金制备方法
CN115228936B (zh) * 2022-08-02 2024-02-06 集美大学 一种高界面结合强度的叠层铝合金制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Watanabe et al. Joining of aluminum alloy to steel by friction stir welding
CN102248372B (zh) 单面复合不锈钢冷轧基料的生产方法
CN106475677A (zh) 一种带开槽的异种合金t型搅拌摩擦焊接装置及焊接方法
CN102114561B (zh) 铝-钢螺柱预镀铜感应熔钎焊方法
CN101890561B (zh) 一种提高铝合金mig焊焊缝熔深的方法
CN111151875A (zh) 提高铜钢异种金属激光叠焊接头强度的方法
CN105834608A (zh) 一种同步实现铝和镁异种材料搅拌摩擦点焊-钎焊-扩散焊的方法
CN108788385B (zh) 以q345r低合金钢为基层、904l不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法
CN101518848B (zh) 一种制备镁与铝异种金属复合板的方法
CN104741410B (zh) 一种特厚钢板的制造方法
CN106425100A (zh) 基于过渡层控制的双侧激光钛钢复合板全焊透焊接方法
CN108687159A (zh) 一种铝镁合金复合板材及其制备方法
CN107378228A (zh) 一种纯铜的快速冷却搅拌摩擦焊接方法
CN111037088A (zh) 搅拌摩擦焊的焊接工艺
CN105880866A (zh) 一种耐热铝合金钎焊复合材料及其制备方法
CN106271035A (zh) 一种表面保护提高铝锂合金焊接接头强度的方法
CN106513981A (zh) 一种搅拌摩擦焊专用垫板和使用该垫板的焊接方法
CN101422847A (zh) 异种合金压应力和剪切变形实现固态连接的方法
Wen et al. Influence of Ni/Zn double coating on the steel on penetration welding-brazing by CMT arc-laser hybrid heat source
CN112894123A (zh) 一种铝铜异种金属的搅拌摩擦焊接方法
CN103464873A (zh) 一种钛合金与镍基高温合金的电弧焊工艺
CN108188582A (zh) 一种用于制备镁/钢异种金属拼焊板的激光-电弧复合填丝焊接方法
CN106312295A (zh) 一种添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法
Yu et al. Laser beam joining of Al/steel dissimilar metals with Sn-Zn filler wire in overlap configuration
CN103785972B (zh) 一种用于铝合金mig焊接的活性剂及其使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170104

RJ01 Rejection of invention patent application after publication