[发明专利]水下摩擦柱塞焊接过程的连续加工方法

权利要求书

1.一种水下摩擦柱塞焊接过程的连续加工方法，其特征在于：采用以下加工步骤：

第一步：对待修复的母材表面进行预钻孔工序；

第二步：在钻孔内安装焊接柱塞、填充焊接塞孔，并形成摩擦柱塞焊接接头；

第三步：将多余长度的焊接柱塞进行切割；

第四步：打磨母材表面；

第五步：安装预钻孔的圆柱形钻头，选定下一个摩擦柱塞焊接接头的分布位置，重复上述第一步至第四步，直至数个摩擦柱塞焊接接头相互搭接形成摩擦叠焊缝，进而，完成母材表面的整条裂纹的修复。

2.根据权利要求1所述的水下摩擦柱塞焊接过程的连续加工方法，其特征在于：所述第一步中，预钻孔的具体工序如下：

1).将圆柱形钻头的夹持端通过弹簧卡具与钻机的主轴头装卡，其中，夹持端加工为：方形切削面，用以增大接触面积并承受扭矩；

2)在母材上选取预钻孔位置，清理母材表面，并将母材固定在钻机的工作台上；

3)启动钻机的电机与泵站，在母材上钻预钻孔；

4)拆卸圆柱形钻头，清理母材的表面，再安装塞孔形状的圆锥形钻头；

5)启动钻机的电机与泵站，在已成型的预钻孔的基础上，再实施锥形焊接塞孔的加工。

3.根据权利要求1所述的水下摩擦柱塞焊接过程的连续加工方法，其特征在于：所述第二步中，形成摩擦柱塞焊接接头具体步骤如下；

①拆卸圆锥形钻头，清理母材及塞孔内部铁屑，将事先加工好的焊接柱塞使用弹簧夹具装卡在钻机的主轴头上，同时，上下移动主轴头的油缸，以保证焊接柱塞与焊接塞孔的同轴度，使得焊接柱塞能够顺利与焊接塞孔底端面接触，并且，保证焊接塞孔与焊接柱塞四周间隙均匀。

②启动钻机的电机与泵站，开始执行焊接过程，当焊接柱塞与焊接塞孔底端面接触，开始发生摩擦剪切作用时，在摩擦面处消耗性焊接柱塞产生粘塑性流动金属，在轴向压力作用下，填充焊接柱塞间隙，随着消耗量逐渐增多，摩擦面逐渐升高，在焊接后期，粘塑性金属沿着塞孔侧壁流出，在基体表面形成飞边，直至焊接塞孔完全填充时，主轴头停转、顶锻、保压，并形成摩擦柱塞焊接接头。

4.根据权利要求1所述的水下摩擦柱塞焊接过程的连续加工方法，其特征在于：所述第三步中，切割多余长度的焊接柱塞的步骤；

(1)拆卸弹簧卡具，提升主轴头油缸至原始位置；

(2)安装与主轴头装卡的切割工具，再启动钻机的电机与泵站，沿着母材表面以上10mm方向将多余长度的焊接柱塞切割。

5.根据权利要求4所述的水下摩擦柱塞焊接过程的连续加工方法，其特征在于：所述切割工具主由与主轴头装卡的棒体及连接在棒体另一端的切割的砂轮片构成。

6.根据权利要求1所述的水下摩擦柱塞焊接过程的连续加工方法，其特征在于：所述第四步中，打磨母材表面的步骤；

①拆卸切割工具，安装与主轴头装卡的平面铣刀；

②启动钻机的电机与泵站，平面铣刀进行多道次切削，直至母材表面平整光洁；

③拆卸打磨工具。

7.根据权利要求1所述的水下摩擦柱塞焊接过程的连续加工方法，其特征在于：所述对待修复的母材表面进行预钻孔工序前，先将钻机与液压泵站相连，液压泵站与控制装备相连；实际操作时，液压泵站和控制装备并不下水，而是将密封良好的钻机及其携带的部分液压管路，在水下完成对待修复的母材表面的一系列加工。