[发明专利]轻合金厚截面接头的增材搅拌摩擦连接工艺

权利要求书

1.一种轻合金厚截面接头的单面增材搅拌摩擦连接工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将截面厚度大于20mm的轻合金对接或角接连接的端面加工出“V”型坡口形状，同时要求所有坡口边都加工出连续阶梯形状；

步骤S2：焊接前采用搅拌摩擦点焊方法点固被焊接头，焊点间距约为20～50mm；采用转速为200～1000rpm、焊速为300～1000mm/min、搅拌头倾角为1.5°的参数对接头两侧对齐后的第一道接缝进行第一层焊接；

步骤S3：将与坡口台阶等宽和等高的填充金属板材放入刚焊好的台阶中，采用可回抽搅拌摩擦点焊方法，按步骤S2中焊点间隔要求将金属板与台阶边缘焊在一起；

步骤S4：采用转速为4000～10000rpm、焊速为2500～4500mm/min、搅拌头倾角为0°的参数进行第二层台阶面的搅拌摩擦加工，加工道次和相邻两道加工区搭接尺寸应保证在台阶厚度方向与底侧平台完全焊合；

步骤S5：重复上述步骤直至整个坡口台阶平面被完全填充，最终实现厚截面的无孔洞缺陷连接。

2.根据权利要求1所述的单面增材搅拌摩擦连接工艺，其特征在于，所述轻合金为铝合金、铝基复合材料、镁合金、镁基复合材料、钛合金、或钛基复合材料。

3.一种轻合金厚截面接头的双面增材搅拌摩擦连接工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将截面厚度大于20mm的轻合金对接的端面加工出“X”型坡口形状，同时要求所有坡口边都加工出连续阶梯形状；

步骤S2：焊接前，首先在“X”型坡口的一侧采用搅拌摩擦点焊方法点固被焊接头，焊点间距约为20～50mm，随后采用同样的方法及焊点间距对“X”型坡口的另一侧也进行点固，其中“X”型坡口的一侧和另一侧分别是指待焊板材的正面和背面；

步骤S3：在待焊板材的正面采用转速为200～1000rpm、焊速为300～1000mm/min、搅拌头倾角为1.5°的参数对接头两侧对齐后的第一道接缝进行第一层焊接，随后采用同样的参数从待焊板材背面对该接缝进行焊接，以使第一道接缝彻底焊透；

步骤S4：将与坡口台阶等宽和等高的同材质填充金属板材从待焊板材正面放入刚焊好的台阶中，采用可回抽搅拌摩擦点焊方法，按照步骤S2中焊点间隔要求将填充金属板与台阶边缘焊在一起；

步骤S5：采用转速为4000～10000rpm、焊速为2500～4500mm/min、搅拌头倾角为0°的参数在待焊板材正面进行第二层台阶面的搅拌摩擦加工，加工道次和相邻两道次加工区区搭接尺寸应保证在台阶厚度方向与底侧平台完全焊合；

步骤S6：将同样与坡口台阶等宽等高的同材质填充金属板材放入到待焊板材背面的台阶中，采用步骤S4中同样的方法及焊点间距将填充金属板与台阶边缘焊在一起；

步骤S7：采用与步骤S5同样的参数从待焊板材背面对第二层台阶面进行搅拌摩擦加工，将填充板材与底侧平台在台阶厚度方向完全焊合；

步骤S8：重复步骤S4～步骤S7，采用正反两面交替加工的方式进行焊接，直至整个坡口台阶平面被完全填充，最终实现厚截面的无孔洞缺陷连接。

4.根据权利要求3所述的一种轻合金厚截面接头的双面增材搅拌摩擦连接工艺，其特征在于，所述轻合金为铝合金、铝基复合材料、镁合金、镁基复合材料、钛合金、或钛基复合材料。