[发明专利]一种新的管板焊接方法

摘要

一种新的管板焊接方法，其特征在于：针对管与板的连接对象，采用旋转的焊具通过摩擦、搅拌和顶锻的方式实现管与板的焊接；（1）焊具：焊具的工作端依次由球头、颈部和肩部三段连接组成；球头的直径与管的内径为过盈配合；肩部上第四圆弧段的顶点直径大于管的外径；球头的顶点至肩部上第四圆弧段的顶点在轴线方向的投影距离小于板的厚度；（2）焊接步骤：第一步，管与板支撑固定；第二步，球头嵌入管内；第三步，焊具一边旋转，一边作圆摆运动和轴向往复运动，以使板和管的结合部材料发生塑性变形；第四步，焊具退出管和板。本发明可适用于薄壁管和厚板的焊接，具有无需焊料和助焊剂、焊接强度高且环保、焊接后结构的残余应力和变形小等优点。

主权项

一种新的管板焊接方法，其特征在于：针对管与板的连接对象，采用旋转的焊具通过摩擦、搅拌和顶锻的方式实现管与板的焊接；（1）焊具所述焊具具有一段柱体，柱体的一端为焊接的工作端，所述工作端为一个以各段母线绕柱体轴线旋转而形成的旋转体结构，该旋转体结构在柱体轴向上依次由球头、颈部和肩部三段连接组成，球头位于工作端的前端中心位置，肩部位于工作端的后端周边位置，颈部位于球头与肩部之间位置；球头对应的母线为一外凸的第一圆弧段，颈部对应的母线为与第一圆弧段连接的内凹的第二圆弧段，肩部对应的母线是由与第二圆弧段连接的一内凹的第三圆弧段以及与第三圆弧段连接的一外凸的第四圆弧段组成；所述球头的直径与管的内径为过盈配合的尺寸关系；所述肩部上第四圆弧段的顶点直径大于管的外径；所述球头的顶点至肩部上第四圆弧段的顶点在轴线方向的投影距离小于板的厚度；（2）焊接步骤第一步，将管的端部装入板上所设的焊接孔中，使管的端面与焊接孔的孔端面平齐，并支撑固定；第二步，焊具绕柱体轴线旋转，并伸向所述管端部，使焊具的球头嵌入管内，焊具的肩部第四圆弧的顶点与板上的焊接孔孔端面接触；第三步，焊具一边旋转，一边作圆摆运动和轴向往复运动，以使板和管的结合部材料发生塑性变形；所述圆摆运动是指焊具以球头中心为基点倾斜，使焊具的柱体轴线与管的轴心线形成一夹角后，焊具绕管的轴心线的转动；所述轴向往复运动是指焊具沿柱体轴线的往复直线移动；第四步，焊具退出管和板，板和管的结合部材料沉积连接成一体。