[发明专利]一种搅拌摩擦焊接圆形环缝的方法

说明书

技术领域

本发明是一种搅拌摩擦焊接圆形环缝的方法，属于焊接技术领域。

背景技术

结构组件通常是由两个或者多个结构件焊接而成的。像法兰，汽车轮毂，火箭筒体等回转体结构是由多个不同结构件经过焊接构成的。搅拌摩擦焊接过程是搅拌摩擦焊设备提供动力驱动施焊工具搅拌头高速旋转扎入工件对接界面，搅拌头旋转沿着待焊界面运动，通过搅拌头对焊缝区金属材料的摩擦、搅拌、挤压和锻压等机械行为实现金属材料的焊接。采用带有回抽装置主轴的搅拌摩擦焊设备可以实现无匙孔无缺陷焊接、焊缝平整美观。尤其对于低熔点材料的焊接，优点更为突出。

以往焊接圆形环缝时，搅拌头直接扎入圆形环缝相对工作台面的最高点进行搅拌摩擦焊接，圆形焊缝旋转时经常有未焊到现象发生，不能达到有效焊接。

发明内容

本发明正是针对上述现有工艺中存在的问题而设计提供了一种改进的搅拌摩擦焊接圆形环缝的方法，其目的是保证圆形焊缝焊接的连续完整，并利用可回抽的搅拌摩擦焊装置有效地消除焊后匙孔。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提出的搅拌摩擦焊接圆形环缝的方法，其特征是，

(1)将搅拌头(1)连接在带有回抽装置的搅拌摩擦焊接设备主轴上；

(2)调整搅拌头(1)与工作台面(2)垂直，使搅拌头偏离圆形环缝(5)上与工作台面(2)距离最远的点，其偏离的距离在工作台面(2)的水平方向表示为h，h值由圆形环缝(5)的半径确定，其公式为：

h＝R·sinα，其中α＝(2°～4°)

式中：R为圆形环缝(5)的半径，α的取值范围为2°～4°；

(3)对圆形环缝(5)定位预焊，定位预焊可以是连续焊接也可以是断续焊接，定位预焊的焊接厚度t₁由圆形环缝(5)的焊接厚度t决定，

(4)定位预焊后，进行正式焊接，焊接362°以后，带有回抽装置的搅拌摩擦焊接设备主轴带动搅拌头(1)回抽，将高速旋转的搅拌头卸载退出。

在正式焊接前需要进行环缝的定位预焊，预焊形式可以为连续焊接或者是断续焊接，为保证定位预焊后还能找到原始焊缝，所以定位预焊的焊接厚度通常搅拌摩擦焊焊接平板焊缝时，为达到有效焊接，需要搅拌头相对焊缝垂直方向有一定的后仰倾角α，在焊接圆形环缝焊缝时，如果将搅拌头直接垂直扎入圆形焊缝，在圆形焊缝旋转时，有部分圆形焊缝未焊到。为保证圆形焊缝的焊接完整连续，需要将搅拌头偏离圆形环缝上与工作台面距离最远的点，偏离的距离在工作台面的水平方向上为h，h值由焊接平板焊蜂时搅拌头的倾角α和圆形环缝的半径R决定。环缝焊接一周后，焊缝末端出现匙孔，利用可回抽的搅拌摩擦焊装置可以有效消除匙孔，实现圆形环缝的完整连续焊接。

附图说明

图1为圆形环缝的对接示意图

图2为圆形环缝的搭接示意图

图3为h距离计算示意图

图4为圆形环缝的焊接示意图

图5为匙孔形成示意图

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

参见附图1～5所示，待焊件是回转体结构形式，圆形焊缝是环形曲线焊缝。待焊件可以是两个或者多个回转体结构件的焊接。待焊件的材料可以从以下材料中选取：铝，铝合金，钛，钛合金，铜，铜合金，镁，镁合金，钢合金等。待焊结构件之间至少是部分相连接，连接形式可以是对接，也可以是搭接形式。焊接前，使用工装夹具压紧加工件，防止焊件焊接过程中移动。焊件定位后，调节主轴上的施焊工具搅拌头1与工作台面2垂直。在焊接回转体环缝时，根据搅拌摩擦焊接的需要，为达到理想焊缝，调整搅拌头1与工作台面2垂直，使搅拌头偏离圆形环缝5上与工作台面2距离最远的点，其偏离的距离在工作台面2的水平方向表示为h，h值由圆形环缝5的半径确定，其公式为：

h＝R·sinα，其中α＝(2°～4°)

式中：R为圆形环缝(5)的半径，α的取值范围为2°～4°；