CN106475678A - 一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法，包括：第一步，加工引入板和引出板；第二步，将引入板和引出板装配在焊缝两端；第三步，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊接；第四步，采用搅拌摩擦焊对工件进行焊接；第五步，偏置焊接路径，采用与第四步旋转方向相反的搅拌摩擦焊对处于界面处的两段焊缝进行焊接；第六步，机加工去除焊缝两端的引入板和引出板，消除工件与引入板和引出板界面裂纹。本发明提供的一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法，利用搅拌工具的旋转作用，将界面裂纹转移到引入板和引出板并机加工去除引入板和引出板，有效地解决搅拌摩擦焊引入和引出界面的裂纹问题，操作简单，适应性强。

Description

一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法
技术领域
本发明涉及焊接领域，具体是一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹方法。
背景技术
搅拌摩擦焊是一种新型绿色固态焊接技术，焊接过程分为插入、行走以及抬起。由于焊接原理的原因，采用搅拌摩擦焊进行焊接时无法覆盖整条焊缝，需要一定的起焊和收焊距离。采用引入板和引出板可实现整条焊缝的焊接，但由于搅拌工具的旋转作用，在引入板、引出板与工件的界面处会产生界面畸变，后续引入板、引出板加工去除后在工件界面处形成界面裂纹。
如图1所示，图中：1为引出板与工件的界面、2为焊缝、3为前进侧裂纹、4为返回侧裂纹。裂纹的位置与搅拌工具的旋转方向有关，在引入板一端，裂纹出现在焊缝前进侧（前进侧裂纹3），在引出板一端，裂纹出现在返回侧（返回侧裂纹4）。该裂纹在高低温交变环境下或高周疲劳的情况下会发生扩展，导致产品失效。采用熔焊方法对界面处的裂纹进行补焊时，容易导致搅拌摩擦焊缝开裂，同时易产生气孔、夹杂等熔焊常见缺陷，使焊缝存在隐患，因此必须通过工艺方法对搅拌摩擦焊的引入和引出界面的裂纹进行消除。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹方法，包括如下步骤：
第一步，加工引入板和引出板；
第二步，将引入板和引出板装配在焊缝两端；
第三步，采用钨极氩弧焊方法对工件待焊区域、引入板和引出板进行定位焊接；
第四步，采用搅拌摩擦焊对工件进行焊接；
第五步，偏置焊接路径，更换搅拌工具，采用与第四步旋转方向相反的搅拌摩擦焊对处于界面处的两段焊缝进行焊接；
第六步，机加工去除焊缝两端的引入板和引出板，消除工件与引入板和引出板界面裂纹。
所述第一步中加工的引出板和引入板，要求两端留有矩形起焊和收焊区域，用于搅拌摩擦焊时作为起焊区域和收焊区域，后续机加工消除匙孔；
所述第一步中加工的引出板和引入板，要求厚度方向尺寸c与工件一致，长度方向尺寸a和宽度方向尺寸b至少为搅拌工具轴肩直径尺寸D的3倍。
所述第五步中使用的填充焊丝为相应熔焊要求的焊丝，使用的搅拌工具的搅拌针螺纹与第四步焊接采用的搅拌工具螺纹旋向相反，搅拌工具旋转方向与第三步旋转方向相反，焊接路径在引入板一端偏置前进侧2mm~4mm，引出板一端偏置返回侧2mm~4mm，焊接长度为轴肩直径3~4倍，匙孔留在引入板和引出板；
本发明的去除引入和引出界面裂纹的搅拌摩擦焊方法，与现有技术相比，其优点在于：
一、采用搅拌针螺纹旋向相反的搅拌工具，偏置焊接路径，对界面处的两段焊缝进行旋转方向相反的局部搅拌摩擦焊，不引入熔焊方法，保持焊缝固态焊特性，解决了搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的问题。
二、本发明提出的采用搅拌摩擦焊消除引入和引出界面裂纹的方法，操作简单，适应性强，效率高。
附图说明
图1为现有技术的搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的示意图；
图2为本发明的去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹方法的装配示意图；
图3为本发明采用的两个搅拌针螺纹旋向相反的搅拌工具示意图；
图4为本发明的去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹方法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图2、图4所示，本实施例提供的去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹方法，包括如下步骤：
第一步，加工引入板5和引出板6；
第二步，将引入板5和引出板6装配在工件7的焊缝8两侧，要求装配间隙≤0.3mm；
第三步，采用钨极氩弧焊方法对工件待焊区域、引出板6和引入板5进行定位焊接；
第四步，采用搅拌摩擦焊方法将工件7焊接，起焊点、收焊点位于工件两端的引入板5和引出板6；
第五步，使用焊丝将匙孔9填充并敲实，更换搅拌工具，偏置焊接路径，对处于界面处的两段焊缝进行旋转方向相反的局部搅拌摩擦焊，将界面裂纹转移至引入板5和引出板6；
第六步，机加工去除焊缝8两端的引入板5和引出板6，消除工件7与引入板5和引出板6界面裂纹。
结合图3，具体为：
第一步，加工引入,5和引出板6的长度方向尺寸a和宽度方向尺寸b为搅拌工具轴肩尺寸D的3倍，厚度方向尺寸与工件厚度尺寸c一致；
第二步，将引入板5和引出板6装配在工件焊缝8两端，要求装配间隙≤0.3mm；
第三步，采用钨极氩弧焊方法对工件7待焊区域、引出板6和引入板5进行定位焊接，焊丝牌号与母材相同，定位点直径≤φ10mm，高度≤0.5mm，间距30mm~50mm；
第四步，采用搅拌摩擦焊方法将工件7焊接，起焊点、收焊点位于工件7两端的引入板5和引出板6；
第五步，使用焊丝将匙孔9填充并敲实，更换针部螺纹相反的搅拌工具，焊接路径在引入板5一端偏置前进侧3mm，引出板6一端偏置返回侧3mm，焊接长度为轴肩直径4倍，匙孔9留在引入板5和引出板6上，偏置焊接以后一侧没有界面，另一侧界面裂纹偏向引入板5和引出板6，最终是将界面畸变都转移到了引入引出板上；
第六步，机加工去除焊缝两端的引入板5和引出板6，消除界面裂纹。
经上述方法焊接后，消除了搅拌摩擦焊界面裂纹缺陷。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，加工引入板和引出板；
第二步，将引入板和引出板装配在焊缝两端；
第三步，采用钨极氩弧焊方法对工件待焊区域、引入板和引出板进行定位焊接；
第四步，采用搅拌摩擦焊对工件进行焊接；
第五步，偏置焊接路径，更换搅拌工具，采用与第四步旋转方向相反的搅拌摩擦焊对处于界面处的两段焊缝进行焊接；
第六步，机加工去除焊缝两端的引入板和引出板，消除工件与引入板和引出板界面裂纹。
2.根据权利要求1所述的一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法，其特征在于：所述第二步中要求引入板和引出板的间隙小于0.3mm。
3.根据权利要求1所述的一种消除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法，其特征在于：所述第三步中要求定位点直径≤φ10mm，高度≤0.5mm，间距30mm~50mm，引入板、引出板与焊缝牢固定位。
4.根据权利要求1所述的一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹方法，其特征在于：所述第四步中搅拌摩擦焊的起焊点和收焊点分别位于引入板和引出板区域。
5.根据权利要求1所述的一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹方法，其特征在于：所述第五步中搅拌工具的螺纹与第四步焊接采用的螺纹旋向相反，搅拌工具旋转方向与第四步旋转方向相反，焊接路径在引入板一端偏置前进侧2~4mm，引出板一端偏置返回侧2~4mm，匙孔留在引入板和引出板，焊接长度为轴肩直径3~4倍，通过搅拌工具自身的旋转特性将界面的裂纹转移至引入板和引出板。
6.根据权利要求1所述的一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹方法，其特征在于：所述第六步中将引入板、引出板机加工至界面，去除引出板和引入板。
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