[发明专利]搅拌摩擦焊的复合焊接方法及装置

说明书

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及搅拌摩擦焊的复合焊接方法及装置。该搅拌摩擦焊的复合焊接方法包括：沿待焊工件的组装间隙对待焊工件进行搅拌摩擦焊接；在搅拌摩擦焊接之前，预判待焊工件的组装间隙超差位置并对该组装间隙超差位置进行局部增材处理。本发明所述的搅拌摩擦焊的复合焊接方法及装置能够适当降低对待焊工件的装配精度的要求，从而提高待焊工件的焊接适配性，促使焊缝更易成型；并且，该方法及装置还可以对待焊工件的焊缝性能进行实时调控，从而使该焊接方法及装置能够具有更好的适配性，例如可以获得具有特殊性能要求的焊缝。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及搅拌摩擦焊的复合焊接方法及装置。

背景技术

搅拌摩擦焊技术是指将搅拌头插入待焊部位并沿焊接方向移动，通过高速旋转的搅拌头与被焊材料之间剧烈的摩擦搅拌产生的摩擦热使该部位金属处于热塑性状态，在搅拌头的压力作用下使高度塑性变形的金属从前端向后部塑性流动形成致密的焊缝。由于焊接过程中金属不发生熔化，因此与熔化焊相比可以避免气孔、裂纹等缺陷，提高焊缝强度、降低变形和残余应力，大大提高了焊缝质量。搅拌摩擦焊技术在铝合金、镁合金等低熔点金属制造方面具有明显的优势，目前已被广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车等领域。近年来搅拌摩擦焊接技术得到了进一步发展，其应用范围也扩展到铜合金、钛合金、钢、铝基复合材料以及异种金属材料的焊接；同时也发展了静止轴肩搅拌摩擦焊、双轴肩搅拌摩擦焊、回抽搅拌摩擦焊等诸多技术用以解决角接接头焊接、匙孔等问题。

但是，由于搅拌摩擦焊技术自身的特点，还有一些问题未能解决。例如：由于搅拌摩擦焊接过程中不填充材料，仅靠被焊工件自身进行填充，这会导致两方面的问题：一是对装配精度要求很高，这样才能保证自身材料能够将间隙完全填充保证焊缝成型；二是不能进行接头性能的调控，不能获得具有特殊性能要求的焊缝。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种搅拌摩擦焊的复合焊接方法，以解决现有的搅拌摩擦焊接过程仅靠被焊工件自身进行填充，从而对装配精度要求过高，并且焊缝接头的性能不能调控的问题。

本发明还提出一种搅拌摩擦焊的复合焊接装置。

根据本发明一方面实施例的一种搅拌摩擦焊的复合焊接方法，包括：

沿待焊工件的组装间隙对所述待焊工件进行搅拌摩擦焊接；

在所述搅拌摩擦焊接之前，预判所述待焊工件的组装间隙超差位置并对所述组装间隙超差位置进行局部增材处理。

根据本发明的一个实施例，所述预判所述待焊工件的组装间隙超差位置并对所述组装间隙超差位置进行局部增材处理的过程，进一步包括：

预设所述待焊工件的组装间隙超差阈值；

预测所述待焊工件上待焊位置的组装间隙监测值；

基于所述待焊位置的组装间隙监测值与所述组装间隙超差阈值的比较，预判所述待焊位置为所述组装间隙超差位置，并且对所述组装间隙超差位置进行局部增材处理。

根据本发明的一个实施例，所述基于所述待焊位置的组装间隙监测值与所述组装间隙超差阈值的比较，预判所述待焊位置为所述组装间隙超差位置的过程，进一步包括：

基于所述待焊位置的组装间隙监测值与所述组装间隙超差阈值的比较结果，确定所述待焊位置的组装间隙监测值超过所述组装间隙超差阈值，以预判所述待焊位置为所述组装间隙超差位置。

根据本发明的一个实施例，所述基于所述待焊位置的组装间隙监测值与所述组装间隙超差阈值的比较，预判所述待焊位置为所述组装间隙超差位置的过程，进一步包括：

基于所述待焊位置的组装间隙监测值与所述组装间隙超差阈值的比较结果，调节增材工艺参数。