[发明专利]一种提高可回抽式搅拌摩擦焊接接头性能的工艺方法

说明书

本申请涉及一种提高可回抽式搅拌摩擦焊接接头性能的工艺方法；包括有以下步骤：S1、对两片式轮毂的表面进行有效的清理；S2、将两片式轮毂分别进行固定安装；S3、对两片式轮毂进行第一道焊接；S4、重复焊接过程中缓慢抽针，轴向压力降低10％，以降低热输入，减小飞边；S5、在降压的同时，抽针速度工艺窗口为25‑30mm/min；本发明针对两片式铝合金轮毂搅拌摩擦焊接回抽针工艺，在回抽针过程中通过改变轴向压力及搅拌针回抽速度减轻金属流紊乱及热输入，以提高焊核区致密度，控制再结晶晶粒尺寸，从而提高轮毂疲劳性能。

技术领域

本申请属于汽车制备技术领域，尤其是涉及一种提高可回抽式搅拌摩擦焊接接头性能的工艺方法。

背景技术

搅拌摩擦焊接技术是上世纪90年代在英国焊接技术研究所(TWI)诞生的固相连接技术，其焊接过程无弧光、烟尘，无需气体保护和金属填充，是一种典型的新型绿色焊接技术。与传统熔焊方法相比，其焊缝具有接头强度高，不易产生热裂纹、气孔等缺陷，焊接变形小、残余应力低等优点。特别是该技术在针对铝合金焊接时表现出的独到优势，使得其在航空航天、汽车、船舶、轨道交通车辆等领域的各类铝合金结构件制造方面得到了广泛地应用。但是在工程化的应用过程当中，焊接缺陷的出现是不可避免的，且具有一定的随机性，而因关键部位的单个缺陷导致整个零部件报废往往会造成巨大的损失。因此，工业界对搅拌摩擦焊接的缺陷修补问题进行了专项和广泛的研究。

汽车轻量化可以为社会带来巨大的经济和环保效益，已成为世界汽车行业的主要发展方向，其中铝合金轮毂已在汽车行业中得到广泛应用，其优点包括重量轻、强度高。轮毂作为运动部件，其质量对汽车转动惯量的影响更大，使用两片式中空轮毂不仅可以减轻重量而且起到降噪效果大大提高汽车舒适性。一般搅拌摩擦焊接在焊接结束后会留下匙孔，该匙孔会导致工件疲劳性能大大降低；而可回抽式搅拌摩擦焊接可消除匙孔，但是回抽针过程因金属流动紊乱和二次升温导致下再结晶晶粒长大导致接头疲劳性能相比一道焊较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：通过可回抽式搅拌摩擦焊解决焊接结束后留下的匙孔，但回抽针阶段会导致工件疲劳性能相比一道焊较低，从而提供一种提高可回抽式搅拌摩擦焊接接头性能的工艺方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种提高可回抽式搅拌摩擦焊接接头性能的工艺方法，包括有以下步骤：

S1、对两片式轮毂的表面进行有效的清理，将两片式轮毂上的灰尘、毛刺、油污和不平整性进行处理，保持两片轮毂的待焊区域干净、有金属光泽且无异物；

S2、将两片式轮毂分别进行固定；

S3、在将两片式轮毂进行相对搅拌针定位完成之后，对两片式轮毂进行第一道焊接；

S4、重复焊接过程中缓慢抽针，该阶段搅拌针转速和前进速度与第一道焊接保持一致；轴向压力降低10％，以减小飞边；

S5、在降压的同时，抽针速度工艺窗口为25-30mm/min，此参数焊接直至抽针完成，得到无匙孔环形焊缝。

优选地，本发明的一种提高可回抽式搅拌摩擦焊接接头性能的工艺方法，所述S1中的灰尘和油污通过油污清洁剂进行有效的清洗，且在使用油污清洁剂清洗过之后对两片式轮滚的焊接部位进行烘干，且烘干温度保持在40-50℃，烘干时长为10-30min。

优选地，本发明的一种提高可回抽式搅拌摩擦焊接接头性能的工艺方法，所述S1中的毛刺和不平整性通过打磨装置进行处理，且打磨装置在使用的时候先选用600目的砂纸进行打磨，且打磨装置的转速为1000r/min。

优选地，本发明的一种提高可回抽式搅拌摩擦焊接接头性能的工艺方法，所述毛刺和不平整性要在灰尘和油污去除之前进行处理，这样可以在清除灰尘和油污的时候实现对打磨过后的焊接部进行清洗。