[发明专利]一种填丝回填式搅拌摩擦点焊方法及工具

说明书

一种填丝回填式搅拌摩擦点焊方法及工具，其焊接工具包括搅拌针、可活动地套接在搅拌针上的搅拌套及可活动地套接在搅拌套上的压紧套，所述压紧套的底部侧壁上开设有送丝孔，所述搅拌针和搅拌套可相对压紧套同时向上回抽一定的距离而在压紧套的底部形成有供从送丝孔送入的填充材料放置的空间。本发明通过在压紧套上开孔进行填丝，调整搅拌针与搅拌套的回抽空间，实现填丝焊接，弥补焊接过程中的材料流失，从而消除了搅拌摩擦点焊接头的表面凹坑和环形沟槽，有效提高了接头的力学性能及美观性；本发明提供的搅拌摩擦点焊方法操作简单，焊接接头质量高。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体是涉及一种能够有效改善常规回填式搅拌摩擦点焊的接头质量的填丝回填式搅拌摩擦点焊方法及工具。

背景技术

搅拌摩擦点焊(Friction Stir Spot Welding，FSSW) 是在线性搅拌摩擦焊接基础上，新近研究开发的一种创新的焊接技术。该技术具有节能、设备简单、焊点强度高、变形小、焊前表面清理简单等优点。目前，焊接方法主要有直插式、回填式、无针式、摆动式。其中，回填式是目前常用的一种搅拌摩擦点焊方法。回填式焊接方法是采用特殊的搅拌头，通过控制搅拌头各部件间的相对运动实现接头的焊接。搅拌头主要由搅拌针、搅拌套、以及最外层的压紧套三部分组成，在焊接过程中的搅拌针与搅拌套相对运动产生空腔，塑性材料被融合和搅动，并填入到空腔内，由于搅拌针与搅拌套的相对运动，塑性材料又被重新填到焊接区域，在这一过程中会有少部分材料被挤压出焊接区，致使焊接区形成凹坑，同时接头会形成环形沟槽，而凹坑和环形沟槽的存在直接影响接头力学性能及美观性。本发明通过特殊的搅拌摩擦点焊装置，在焊接过程中进行添加材料，有效解决常规回填式搅拌摩擦点焊方法存在凹坑和环形沟槽问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有回填式搅拌摩擦点焊存在的凹坑和环形沟槽问题，提供一种结构简单、使用安全可靠、操作简易，能够有效提高接头质量的填丝回填式搅拌摩擦点焊方法及工具。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的填丝回填式搅拌摩擦点焊方法，其特点是包括以下步骤：

步骤一：将焊接工具调零，即焊接工具的搅拌针与搅拌套的下表面设置到同一零点位置；

步骤二：将焊接工具的搅拌针和搅拌套相对于焊接工具的压紧套同时向上回抽一定的距离，填充材料通过压紧套上的送丝孔放置于搅拌针和搅拌套向上回抽所留的空间内，并将压紧套与母材的表面接触；

步骤三：焊接过程开始，具有如下两种操作方式：

第一种：将搅拌套高速旋转压入母材，同时搅拌针向上回抽，在搅拌套的搅拌挤压作用下，母材的焊接区域被塑化，且被塑化的母材流向搅拌针向上回抽留下的空腔中，然后将搅拌套向上回抽，搅拌针向下旋转，使位于空腔中的被塑化的母材及填充材料在搅拌针的搅拌挤压作用下回填到焊接区域；

第二种：将搅拌针高速旋转压入母材，同时搅拌套向上回抽，在搅拌针的搅拌挤压作用下，母材的焊接区域被塑化，且被塑化的母材流向搅拌套向上回抽留下的空腔中，然后将搅拌针向上回抽，搅拌套向下旋转，使位于空腔中的被塑化的母材及填充材料在搅拌套的搅拌挤压作用下回填到焊接区域；

步骤四：调整搅拌针和搅拌套同时回到零点位置，且搅拌针和搅拌套回到零点位置后，继续在焊点表面旋转，让被塑化的母材及填充材料充分流动，使焊点表面更加光滑，完成焊接过程。

进一步地，上述步骤一中，焊接工具的零点位置距离母材的上表面0.1-0.2mm。

进一步地，上述步骤二中，搅拌针和搅拌套向上回抽的距离为1.0-2.0mm。

进一步地，上述填充材料为与母材材质相同的金属丝。