[发明专利]基于豪克能和混合表面纳米化技术的搅拌摩擦焊方法

权利要求书

1.一种基于豪克能和混合表面纳米化处理技术的搅拌摩擦焊方法，其特征在于包括下述步骤：对待焊基材表面进行研磨、抛光；然后进行超音速微粒轰击表面纳米化处理，在待焊基材表面形成一层厚度不低于50μm的纳米层，表面纳米晶粒的平均尺寸不大于50nm；对待焊基材表面进行表面机械滚压；用丙酮去除待焊基材表面油污，然后进行搅拌摩擦焊；焊接结束后铲掉接头上表面的飞边，并将过渡区域打磨光滑；采用豪克能技术对焊接接头表面进行处理，最终使材料表面粗糙度减小为0.01～0.2μm，表面显微硬度大于300HV。

2.根据权利要求1所述的基于豪克能和混合表面纳米化处理技术的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述的超音速微粒轰击表面纳米化处理的弹丸材质为不锈钢S110、SiO₂、BN或WC，弹丸直径为0.05～0.5mm，喷射角为60°～90°，工作气压为0.1～0.53MPa，气流速率为340～1200m/s，喷射距离为10～300mm，喷射时间为0.1～300min。

3.根据权利要求1所述的基于豪克能和混合表面纳米化处理技术的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述的表面机械滚压的旋转轴转速为20～200r/min，轴上装有WC-Co硬质合金钢冲击滚轮，滚轮直径为20～60mm，厚度为5～30mm，搅拌摩擦焊接接头表面沿滚轮转轴方向往复运动的移动速率为0.05～5mm/s，移动最大距离为1～300mm，往复移动一个来回为2次处理，滚压次数1～100次，工作环境温度为-50℃～100℃。

4.根据权利要求1所述的基于豪克能和混合表面纳米化处理技术的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述的搅拌摩擦焊分预焊和正式焊，预焊采用的搅拌头轴肩直径为1-20mm，搅拌针长度为1-15mm，端部直径1-15mm，根部直径1-20mm，旋转速度为50-1000r/min，焊接速度为50-1000mm/min，搅拌头倾斜角0-5°，压入深度为0-1mm；正式焊采用的搅拌头轴肩直径为1-20mm，搅拌针长度为1-15mm，端部直径1-15mm，根部直径1-20mm，旋转速度为100-2000r/min，焊接速度为100-1000mm/min，搅拌头倾斜角0-5°，压入深度为0-1mm。

5.根据权利要求1所述的基于豪克能和混合表面纳米化处理技术的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述豪克能技术的加工工具头的振动频率是10～40KHz，振幅是5～30μm，沿横轴移动速度是5～30mm/min，沿纵轴移动速度是10～200mm/min。