[发明专利]一种热丝搅拌摩擦焊方法

说明书

本发明公开了一种热丝搅拌摩擦焊方法，其步骤为：步骤一、清洁待焊零件。对待焊零件表面和对接面位置进行清洁，避免间隙处残留杂质或污染物；步骤二、更换热丝装置。测量待焊零件间隙，根据间隙更换热丝装置，满足间隙的填充要求；步骤三、通过特制的热丝填充装置，将加热后的焊丝填充于待焊零件焊缝间隙位置；通过碾压搅拌头对填充的热丝进行一次搅拌挤压，促进热丝与母材初步塑性结合；通过焊接搅拌头对一次搅拌挤压的热丝与母材进行摩擦搅拌，促进热丝与母材间发生塑性迁移和动态再结晶，实现热丝与母材的冶金结合，完成大间隙条件下零件的搅拌摩擦焊。其中，大间隙条件特指0.5d≤h≤1.25d，其中h为间隙宽度，d为零件厚度。

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊领域，特别涉及一种热丝搅拌摩擦焊方法。

背景技术

经历二十余年的发展，搅拌摩擦焊技术已经日趋成熟，技术上已经包罗回抽搅拌摩擦焊、静止轴肩搅拌摩擦焊、双旋转搅拌摩擦焊、双轴肩搅拌摩擦焊等诸多技术，可焊材料也由有色金属如铝合金、铜合金、钛合金向黑色金属如钢以及金属基复合材料扩展。然而，上述技术的发展和适用材料范围的扩大，并未能扩展搅拌摩擦焊对于大间隙条件下的焊接能力，当前搅拌摩擦焊都是在对待焊零件的间隙进行严格控制的前提下进行的，不能满足大间隙(间隙宽度h≥0.5零件厚度d)条件下的焊接需求。

目前，对于大间隙条件下零件的搅拌摩擦焊，通常采用预先在间隙位置放置条状焊接材料，再进行搅拌焊接，实现零件的搅拌摩擦焊。然而这类方法，一方面难于制备与间隙匹配的条状焊接材料，另一方面对于条状焊接材料的装配提出严苛要求、装配困难，同时在搅拌摩擦焊过程中易于发生填充材料受热力作用隆起，而导致焊接过程中断或焊缝缺陷产生。

发明内容

本发明针对当前搅拌摩擦焊难以应用于大间隙条件下零件焊接的问题，提供了一种热丝搅拌摩擦焊方法，通过对零件间隙的热丝填充、对热丝与待焊零件的一次碾压和随后的搅拌摩擦焊，实现大间隙条件下的零件搅拌摩擦焊，确保接头质量。

本发明所提供的热丝搅拌摩擦焊方法，包括如下步骤：步骤一、清洁待焊零件；步骤二、更换热丝装置；步骤三、填丝焊接。

进一步，所述步骤一中，对待焊零件表面和对接面位置进行清洁，清除间隙处的残留杂质、污染物。

进一步，所述步骤二中，测量待焊零件间隙，根据间隙更换热丝装置，满足间隙的填充要求。

进一步，所述步骤三中，通过特制的热丝填充装置，将加热后的焊丝填充于待焊零件焊缝间隙位置；通过碾压搅拌头对填充的热丝进行一次搅拌挤压，促进热丝与母材初步塑性结合；通过焊接搅拌头对一次搅拌挤压的热丝与母材进行摩擦搅拌，促进热丝与母材间发生塑性迁移和动态再结晶，实现热丝与母材的冶金结合，完成大间隙条件下零件的搅拌摩擦焊。其中，大间隙条件特指0.5d≤h≤1.25d，其中h为间隙宽度，d为零件厚度。

进一步，所述的特制的热丝填充装置，一方面为加热焊丝提供能源，另一方面对热丝提供导向，确保热丝填充位置准确；同时，能够根据间隙情况更换热丝装置，提供适应不同间隙的填充热丝。

本发明的优点包括：

1)实现了大间隙条件下(0.5d≤h≤1.25d，其中h为间隙宽度，d为零件厚度)零件的搅拌摩擦焊；

2)根据间隙情况调整热丝尺寸，对焊前装配要求低；

3)焊接过程中不会发生填充材料隆起，焊接过程稳定，焊缝质量高。

附图说明

图1为本发明所提供的热丝搅拌摩擦焊方法示意图；

图2是本发明热丝搅拌摩擦焊方法的步骤图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。