[发明专利]一种能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的方法及装置

权利要求书

1.一种能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的方法，其特征是在搅拌摩擦焊接用垫板上与焊缝相对位置处设置若干热源点，该热源点利用高频感应线圈加热产生热量，使热源点产生的热源与搅拌摩擦焊接过程产生的热量相匹配，并使该热量维持到整个焊接过程结束，降低搅拌头焊接区域与已焊接区域之间的温度梯度，在焊接完成后，控制热源的产热量，使焊接板材保温，达到消除接头内的机械残余应力，减少、消除焊接接头的残余应力；所述的垫板上开有与热源点数量相同的槽，槽的一端为垫板边缘，另一端为高频感应加热器线圈大小相适应的圆弧，圆弧中心位于热源点正下方，在开槽时以圆弧中心为圆点保留直径与线圈大小和板材厚度相适应圆柱体作为加热铁芯使用；高频感应加热器线圈安装在槽内，高频感应加热器线圈的尺寸与加热要求相关，高频感应加热器线圈由通冷却水的铜管绕制而成，高频感应加热器线圈与控制箱连接； 在槽外侧放置红外测温仪测量高频感应线圈加热温度，测温点位于圆柱体距离垫板表面1-10mm处。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的热源点的热量来源于高频感应线圈加热铁芯产生热量的传导，通过控制器控制所述的高频感应加热器线圈把铁芯从室温(20℃)加热到500℃所需时间为15s。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的垫板为钢板、钛合金板、钨合金板或钼合金板;所述的高频感应加热线圈的尺寸与加热要求相关，直径为25mm-100mm，通冷却水的铜管的外径为10mm-30mm，内径为5mm-15mm，高频感应加热线圈与控制箱连接。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的热源点的直径大小由搅拌头的大小决定，半径范围为0.1mm-100mm；热源点的数量由需要焊接板材的长度决定，范围为1-100个；热源点呈“一”字排开，两个热源点的间距范围为5mm-500mm。

5.一种能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的装置，它包括垫板（1），其特征是所述的垫板（1）与焊缝相对位置处设有多个热源点（2），多个热源点（2）呈一字排列；每个热源点（2）由高频感应加热线圈（3）加热铁芯而形成，高频感应加热线圈（3）由控制器（7）控制其加热功率和加热时间；所述的铁芯位于热源点下部，由通冷却水的铜管（6）形成的高频感应加热线圈（3）缠绕在所述的铁芯上，通冷却水的铜管（6）的进口段和出口段均位于槽（4）中，铁芯由位于槽（4）一端的圆柱体（5）形成；在所述的槽（4）外安装有红外测温仪（8），红外测温仪（8）与控制器（7）电气连接；所述的热源点的直径大小由搅拌头的大小决定，半径范围为0.1mm-100mm；热源点的数量由需要焊接板材的长度决定，范围为1-100个；两个热源点的间距范围为5mm-500mm。

6.根据权利要求5所述的能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的装置，其特征是所述的槽（4）位于垫板（1）的底面上，它的一端与垫板边缘贯通，另一端与热源点（2）相对，作为铁芯的圆柱体（5）位于槽的另一端并热源点相对；所述的圆柱体与垫板整体相连或焊接相连；槽（4）用于高频感应加热线圈（3）的布线。

7.根据权利要求5所述的能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的装置，其特征是所述的高频感应加热线圈的尺寸与加热要求相关，直径为25mm-100mm，通冷却水的铜管的外径为10mm-30mm，内径为5mm-15mm。

8.根据权利要求5所述的能降低搅拌摩擦焊接板材残余应力的装置，其特征是所述的红外测温仪的测温点位于圆柱体距离垫板表面1-10mm处。