[发明专利]一种提高金属焊缝性能的焊后调修方法

说明书

本发明涉及一种提高金属焊缝性能的焊后调修方法，在搅拌摩擦焊完成后，选用短针或无针搅拌头并施加一定的轴向力紧压在搅拌摩擦焊接头区域，然后搅拌头旋转，在一定的转速和行进速度下，沿着焊缝区域运行至少一遍，通过搅拌头的摩擦使焊缝区域温度升高，以进行时效处理。本发明利用摩擦产生的热量对焊缝区域进行了一次快速热处理，合理的温升可以部分释放搅拌摩擦焊产生的焊接应力，可有效改善焊接接头的疲劳强度，相对于传统焊后热处理，本发明具有高效、工艺精简、效果显著等优点。

技术领域

本发明涉及焊接技术，尤其是一种提高金属焊缝性能的焊后调修方法。

背景技术

铝合金具有密度小、强度高、耐蚀性好、成型性能优良等特点，目前被广泛应用在航空、高速列车上、游艇等。当铝合金采用电弧焊时，存在焊接温度较高、焊接接头软化严重、焊接热影响区强度下降的问题，并容易产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷，特别对于时效铝合金接头强度的下降问题更为严重。英国焊接研究所1991年发明的固相连接技术—搅拌摩擦焊(FSW)，则在连接铝合金方面取得了突破性的进展。在焊接过程中，加热温度低、焊材不发生熔化，可以避免熔焊方法在焊接过程中产生的缺陷，成为目前连接铝合金理想的焊接方法。虽然搅拌摩擦焊用于连接铝合金有很多优点，但是焊缝的性能也依赖于焊接参数，当热输入不足或者尺寸偏差较大的情况下，有可能会出现结合不良、甚至隧道型缺陷，这些缺陷对产品的疲劳性能等有较大的影响。为了改善铝合金搅拌摩擦焊接头的性能，传统的搅拌摩擦焊缝有采用焊后热处理来提高性能的，其焊后热处理的方式一般为直接高温加热，但是这种方法对大型件存在困难。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高金属焊缝性能的焊后调修方法。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高金属焊缝性能的焊后调修方法，在搅拌摩擦焊完成后，选用短针或无针搅拌头并施加一定的轴向力紧压在搅拌摩擦焊接头区域，然后搅拌头旋转，在一定的转速和行进速度下，沿着焊缝区域运行至少一遍，通过搅拌头的摩擦使焊缝区域温度升高，以进行时效处理。

进一步，在调修过程中，所述搅拌头的转速和行进速度大于焊接过程中的搅拌头的转速和行进速度。

进一步，所述搅拌头与焊接材料摩擦产生的温度低于搅拌摩擦焊的焊接温度。

进一步，所述搅拌头与焊缝区域摩擦产生的温升控制在不超过250摄氏度。

进一步，所述搅拌头与焊缝区域摩擦产生的温升范围在80-200摄氏度。

进一步，所述选用的短针搅拌头的短针长度不超过0.5mm，选用的无针搅拌头为带有螺纹的平针搅拌头。

进一步，在调修过程中，所述短针或无针搅拌头的运行范围至少覆盖焊接工件的焊核区、热机影响区和热影响区。

进一步，所述搅拌头的轴肩下压量为0～0.1mm，搅拌头的转速范围为1200～1600r/min，搅拌头的行进速度为1500～2200mm/min。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

本发明利用摩擦产生的热量对焊缝区域进行了一次快速热处理，合理的温升可以部分释放搅拌摩擦焊产生的焊接应力，对于降低疲劳裂纹在细晶区的扩展速率是有益的；同时对焊核区进行了快速时效处理，加速焊核区固溶元素的时效析出；同时借助轴肩的下压作用，可对部分微缺陷进行焊合，可有效改善焊接接头的疲劳强度，相对于传统焊后热处理，本发明具有高效、工艺精简、效果显著等优点。

附图说明

图1：本发明的原理图；

其中：1、焊接工件 2、搅拌头 3、焊缝区域 21、轴肩 22、搅拌针。