[发明专利]一种基于搅拌摩擦焊的铝基复合材料管的制备方法

权利要求书

1.一种基于搅拌摩擦焊的铝基复合材料管的制备方法，其特征在于，采用含有碳纳米管的铝基复合材料板作为原材料，具体包括如下步骤：

步骤(1)：将含有碳纳米管的铝基复合材料板弯曲成管；

步骤(2)：对管内进行搅拌摩擦焊接，焊接时碳纳米管在搅拌摩擦焊的作用下生成纳米Al₄C₃相；

步骤(3)：在步骤(2)对管内进行搅拌摩擦焊接的同时，对管外进行搅拌摩擦焊接，对管外进行搅拌摩擦焊接的搅拌头迟于对管内进行搅拌摩擦焊接20-100mm，焊接时碳纳米管在搅拌摩擦焊的作用下生成纳米Al₄C₃相，得到纳米Al₄C₃增强的铝基复合材料管。

2.根据权利要求1所述的一种基于搅拌摩擦焊的铝基复合材料管的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的长度小于40μm，直径小于40nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于搅拌摩擦焊的铝基复合材料管的制备方法，其特征在于，步骤(2)和(3)在搅拌摩擦焊时对焊缝进行跟踪和焊接信息进行采集，并根据跟踪信息实时调整搅拌摩擦焊的工艺参数。

4.根据权利要求3所述的一种基于搅拌摩擦焊的铝基复合材料管的制备方法，其特征在于，搅拌摩擦焊时对焊缝进行跟踪具体为：采用激光跟踪系统对焊缝进行实时跟踪监测，处理监测数据，得出焊缝信息，然后根据焊缝信息对搅拌摩擦焊的压下量、进给速度和旋转速度进行调整。

5.根据权利要求3所述的一种基于搅拌摩擦焊的铝基复合材料管的制备方法，其特征在于，在搅拌摩擦焊时对焊接信息进行采集具体为：搅拌摩擦焊的搅拌头上设有图像采集系统，采用图像采集系统对焊缝图像进行采集，并根据图像采集到的信息对搅拌摩擦焊的压下量、进给速度和旋转速度进行调整。

6.根据权利要求1所述的一种基于搅拌摩擦焊的铝基复合材料管的制备方法，其特征在于，步骤(2)和(3)在搅拌摩擦焊时采用应力检测设备实时检测焊接时焊缝及其周边的应力，通过采集的应力值，对管内、外的搅拌摩擦焊搅拌头的距离和搅拌摩擦焊的焊接参数进行调整。

7.一种铝基复合材料管的焊接系统，其特征在于，包括管内搅拌摩擦焊机构，管外搅拌摩擦焊机构，激光跟踪子系统，图像采集子系统，应力实时检测子系统和控制系统；

所述激光跟踪子系统，图像采集子系统和应力实时检测子系统实时对焊缝和构件内的应力进行监测，并将检测信息传送给控制系统，控制系统实时调整管内搅拌摩擦焊机构和管外搅拌摩擦焊机构的位置关系和焊接参数。

8.一种铝基复合材料管，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述一种基于搅拌摩擦焊的铝基复合材料管的制备方法制备。

9.根据权利要求8所述的铝基复合材料管，其特征在于，所述铝基复合材料管的直径为500mm-1000mm。