[发明专利]线性摩擦焊接方法、飞机框梁焊接方法及其设备

说明书

本发明涉及一种线性摩擦焊方法、飞机框梁焊接方法及其设备。该焊接方法包括：安装连接件，将第一连接件和第二连接件分别夹装在摩擦焊接设备的顶锻夹具上，使所述第一连接件和所述第二连接件在连接处形成楔形槽；安装楔形块，将与所述楔形槽匹配的楔形块夹装在所述摩擦焊接设备的振动夹具上；摩擦焊接，操作所述摩擦焊接设备，使所述楔形块在所述楔形槽内做高频往复振动，所述楔形槽与所述第一连接件及所述第二连接件的连接面均进行摩擦焊接形成连接组件。通过楔形块在楔形槽内的高频往复振动，使楔形块与两个连接件的连接面进行摩擦焊接，适用于长形构件的焊接连接，采用该焊接方法和设备，提高了飞机框梁焊接接头的力学性能，降低了制造成本。

技术领域

本发明涉及焊接制造技术领域，特别是涉及一种线性摩擦焊接方法、飞机框梁焊接方法及其设备。

背景技术

工业生产中，制造长形构件主要有整体毛坯加工、增材制造和分段组合等三种方法，采用分段组合方法制造这类零件，周期短、成本低，目前工业中一般采用熔焊的方法进行分段组合，即将若干段部件采用对接接头的形式分别焊接，但是在某些关键零部件上采用这种熔焊方法时，焊接接头力学性能常常无法满足使用要求，急需一种高可靠性的固相连接方法进行组合焊接。

线性摩擦焊接是近年来得到快速发展的一种固相焊接技术，主要应用于发动机整体叶盘和飞机框梁类工件的制造。线性摩擦焊相比于数控铣削，可以节省大量的贵重金属，并且焊接质量高，焊接过程中不会产生与熔化和凝固冶金有关的一些焊接缺陷和焊接脆化现象，由于加热时间短，热影响区窄，组织无明显粗化，焊接接头的力学性能更优越。

然而现有的线性摩擦焊接技术中，由于焊接过程中一个工件必须在设备带动下高频往复振动，工件两端垂直于摩擦面必须施加较大的压力，在一定程度上决定了振动端的工件不能过大或过长，这在客观上限制了线性摩擦焊直接应用于长形构件的分段焊接组合。

因此，需要提供一种适用于长形构件的线性摩擦焊接方法、飞机框梁焊接方法及其设备。

发明内容

本发明实施例提供了一种线性摩擦焊接方法、飞机框梁焊接方法及其设备，能够利用摩擦焊接设备对长形构件进行高效高质的组合焊接，解决了关键焊接区域采用熔焊造成的力学性能差以及现有线性摩擦焊接设备不不适用于两个长形连接件的焊接问题。

第一方面，本发明的实施例提出了一种线性摩擦焊接方法，该方法包括：

安装连接件，将第一连接件和第二连接件分别夹装在摩擦焊接设备的顶锻夹具上，使第一连接件和第二连接件在连接处形成楔形槽；

安装楔形块，将与楔形槽匹配的楔形块夹装在摩擦焊接设备的振动夹具上；

摩擦焊接，操作摩擦焊接设备，使楔形块在楔形槽内做高频往复振动，楔形块与第一连接件及第二连接件的连接面均进行摩擦焊接形成连接组件。

在第一种可能的实现方式中，在安装连接件之前还包括：

加工连接件，在第一连接件的连接处加工出第一连接斜面，在第二连接件的连接处加工出第二连接斜面，使第一连接斜面和第二连接斜面在连接处形成楔形槽。

结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在安装楔形块之前还包括：

加工楔形块，在楔形块上加工出与第一连接斜面及第二连接斜面分别匹配的焊接斜面。

结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，在摩擦焊接之后还包括：

加工连接组件，将连接组件进行去除飞边与多余材料的机械加工。

第二方面，本发明的实施例提供了一种飞机框梁的焊接方法，采用第一方面的线性摩擦焊接方法，包括：

将工字型长形构件的第一连接件和第二连接件焊接成框梁连接组件。