CN114226949B - 一种厚板装甲铝合金多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种厚板装甲铝合金多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，属于焊接制造领域。本发明基体材料为厚板(20～60mm)装甲铝合金，结构为多种角度的多面体箱型结构，焊接工艺为动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接工艺。厚板装甲铝合金结构件传统成型工艺为弧焊工艺，接头采用单边“V”形坡口及双边“V”形坡口的形式。本发明针对厚板装甲铝合金多角度多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，设计了动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接接头，满足厚板装甲铝合金结构件动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接工艺要求。可有效解决厚板装甲铝合金传统弧焊工艺接头软化、焊接缺陷等难题，大幅度提高焊接生产效率及质量稳定性，降低生产成本。

Description

一种厚板装甲铝合金多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺
技术领域
本发明属于焊接制造领域，涉及一种厚板装甲铝合金搅拌摩擦焊接接头。
背景技术
装甲铝合金是目前装甲车辆轻量化选择的主要材料，具有高强度、高硬度、中大厚度(20～60mm)等特征，如新型轻型战车、二代步兵战车、空投空降车和水陆两用坦克等采用装甲铝合金，具有强度高、散热快、拘束度高等特征，焊接性较差。厚板装甲铝合金结构件传统成型工艺为弧焊工艺，接头采用单边“V”形坡口及双边“V”形坡口的形式。弧焊易产生热应力、裂纹、未焊合、气孔、夹渣等缺陷，导致接头整体综合性能较低；弧焊焊接时由于热应力作用，残余应力较大、焊接变形大。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种厚板装甲铝合金多角度多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，其中包括结构件的搅拌摩擦焊接接头设计，采用外部焊缝动轴肩焊接，内部焊缝静轴肩焊接接头形式，设计的不同连接位置铝合金板的动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接接头。满足厚板装甲铝合金结构件动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接工艺要求。可有效解决厚板装甲铝合金传统弧焊工艺接头软化、焊接缺陷等难题，大幅度提高焊接生产效率及质量稳定性，降低生产成本。
本发明的技术方案：
一种厚板装甲铝合金多角度多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，厚板装甲铝合金多角度多面体箱型结构的不同连接位置复合型动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接接头，满足厚板装甲铝合金结构件动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接工艺要求。
底板与前立板之间夹角为43°30′。内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，外侧20mm宽对接形式采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
结构件前立板与顶板之间为搭接与对接的复合装配形式，夹角为115°18分。内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，外侧26.5mm宽对接形式采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
结构件前立板与左、右前侧板之间为搭接与对接的复合装配形式，夹角为121°38分。内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，外侧23mm宽平面对接形式采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
结构件顶板与左、右侧板之间为搭接与对接的复合装配形式，夹角为157°。内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，外侧35mm宽平面对接形式采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
结构件顶板与后立板之间为搭接与对接的复合装配形式，夹角为154°30′。内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，外侧19mm宽平面对接形式采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
本发明的技术效果：
实现厚度为55mm接头的搅拌摩擦焊接连接，无需开坡口及填充金属，无焊接缺陷，焊接接头系数达到0.85。
附图说明
图1结构件底板与周围立板之间接头形式
图2结构件前立板与顶板之间接头形式
图3结构件前立板与左、右前侧板之间接头形式
图4结构件前顶板与左、右侧板之间接头形式
图5结构件顶板与后立板之间接头形式
具体实施方式
本发明基体材料为厚板(20～60mm)装甲铝合金，结构为多种角度的多面体箱型结构，焊接工艺为动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接工艺。厚板装甲铝合金结构件传统成型工艺为弧焊工艺，接头采用单边“V”形坡口及双边“V”形坡口的形式。本发明针对厚板装甲铝合金多角度多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，设计了动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接接头，满足厚板装甲铝合金结构件动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接工艺要求。可有效解决厚板装甲铝合金传统弧焊工艺接头软化、焊接缺陷等难题，大幅度提高焊接生产效率及质量稳定性，降低生产成本。
本发明解决的技术问题是，提供一种厚板装甲铝合金多角度多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，包括动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接接头设计内容，
(1)厚板装甲铝合金多角度多面体箱型结构，由多块板材拼合而成。对焊缝形式及角度进行分类，根据结构件不同连接位置的角度及动轴肩和静轴肩搅拌摩擦工艺特点，设计搅拌摩擦焊接接头。
厚板装甲铝合金多角度多面体箱型结构，由多块板材拼合而成；
底板、顶板、前立板、后立板、左、右前侧板；分别位于多面体箱型结构的底部、顶部和周侧。
(2)图1所示，为结构件底板与前立板之间的接头形式，两板夹角为43°30′。内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，外侧采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头。立板上20mm宽10mm高的凸台与底板10mm深凹槽组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头，立板上100°倒角为搅拌针夹头让位。
(3)图2为结构件前立板与顶板之间的接头形式，二者之间为搭接与对接的复合装配形式，夹角为115°18分。内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，外侧采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头。前立板5mm宽台阶与顶板搭接，26.5mm宽平面与立板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
(4)图3为结构件前立板与左、右前侧板之间的接头形式，为搭接与对接的复合装配形式，夹角为121°38分。内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，外侧采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头。前立板5mm宽台阶与左、右前侧板搭接，23mm宽平面与立板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
(5)图4为结构件顶板与左、右侧板之间的接头形式，为搭接与对接的复合装配形式，夹角为157°。内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，外侧采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头。左、右侧板5mm宽台阶与顶板搭接，35mm宽平面与顶板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
(6)图5为结构件顶板与后立板之间的接头形式，为搭接与对接的复合装配形式，夹角为154°30′。内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，外侧采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头。后立板5mm宽台阶与顶板搭接，19mm宽平面与顶板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
实现厚度为55mm接头的搅拌摩擦焊接连接，无需开坡口及填充金属，无焊接缺陷，焊接接头系数达到0.85。

Claims (6)

1.一种厚板装甲铝合金多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于，该方法包括下述内容：厚板装甲铝合金多面体箱型结构的不同连接位置复合动轴肩和静轴肩搅拌摩擦焊接接头，
厚板装甲铝合金多角度多面体箱型结构包括底板、顶板、前立板、后立板、左、右前侧板；
底板与前立板之间夹角为43°30′；内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，底板外侧与前立板外侧对接形式采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头；前立板上20mm宽的凸台与底板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头；
前立板与顶板之间为搭接与对接的复合装配形式，夹角为115°18分；内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，前立板外侧与顶板外侧平面对接形式采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头；顶板26.5mm宽平面与前立板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头；
前立板与左、右前侧板之间为搭接与对接的复合装配形式，夹角为121°38分；内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，前立板外侧与左、右前侧板外侧平面对接形式采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头；左、右前侧板23mm宽平面与前立板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头；
顶板与左、右侧板之间为搭接与对接的复合装配形式，夹角为157°；内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，顶板外侧与左、右侧板外侧平面对接形式采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头；左、右侧板35mm宽平面与顶板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头；
顶板与后立板之间为搭接与对接的复合装配形式，夹角为154°30′；内角采用静轴肩搅拌摩擦焊接接头，顶板外侧与后立板外侧平面对接形式采用动轴肩搅拌摩擦焊接接头；后立板19mm宽平面与顶板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
2.根据权利要求1所述的一种厚板装甲铝合金多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于，前立板上20mm宽10mm高的凸台与底板10mm深凹槽组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头，前立板上100°倒角为搅拌针夹头让位。
3.根据权利要求1所述的一种厚板装甲铝合金多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于，前立板5mm宽台阶与顶板搭接，顶板26.5mm宽平面与前立板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
4.根据权利要求1所述的一种厚板装甲铝合金多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于，前立板5mm宽台阶与左、右前侧板搭接，左、右前侧板23mm宽平面与前立板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
5.根据权利要求1所述的一种厚板装甲铝合金多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于，左、右侧板5mm宽台阶与顶板搭接，左、右侧板35mm宽平面与顶板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
6.根据权利要求1所述的一种厚板装甲铝合金多面体箱型结构的搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于，后立板5mm宽台阶与顶板搭接，后立板19mm宽平面与顶板组成动轴肩搅拌摩擦焊接接头。
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CN109396635B (zh) * 2018-10-23 2020-07-10 上海航天设备制造总厂有限公司 一种整体式角焊缝搅拌摩擦焊接工具及方法
CN109551099B (zh) * 2018-12-13 2020-10-16 上海航天设备制造总厂有限公司 一种用于优角接头搅拌摩擦焊焊具
CN111496368A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 南京理工大学 一种厚板铝合金角接静止轴肩搅拌摩擦焊接装置及方法
CN112247340A (zh) * 2020-10-13 2021-01-22 孚斯威焊接科技(上海)有限公司 一种制作铝合金模板的方法

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