[发明专利]一种减少搅拌摩擦焊接对搭接接头缺陷的焊接方法

摘要

本发明提供了一种减少搅拌摩擦焊接对搭接接头缺陷的焊接方法，属于搅拌摩擦焊接技术领域。本发明所述的焊接方法，包括以下步骤：步骤一、测量被焊工件和搅拌头的几何参数；步骤二、固定被焊工件；步骤三、确定施焊位置；步骤四、搅拌摩擦焊接。本发明的焊接方法用于对搭接结构的搅拌摩擦焊。所述方法将对搭接结构中的搭接贴合面作为搅拌摩擦焊接的后退侧，另一侧则作为前进侧。主要通过锥形搅拌针偏置于前进侧的方法，附以高焊接热输入的方式，来避免对搭接结构中搭接贴合面处的氧化膜进入搅拌区中，从而在避免前进侧钩状缺陷形成的前提下，减少后退侧搅拌区中产生的冷搭接缺陷，达到提高焊接接头质量的目的。

主权项

1.一种减少搅拌摩擦焊接对搭接接头缺陷的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括：步骤一、测量被焊工件和搅拌头的几何参数：被焊工件包括平板被焊工件(1)和台阶被焊工件(2)，平板被焊工件(1)包括第一对接表面(3)及第一搭接表面(4)，台阶被焊工件(2)包括第二对接表面(5)及第二搭接表面(6)；平板被焊工件(1)的第一对接表面(3)与台阶被焊工件(2)的第二对接表面(5)紧密贴合组成对接贴合面(A)，平板被焊工件(1)的第一搭接表面(4)与台阶被焊工件(2)的第二搭接表面(6)紧密贴合组成搭接贴合面(B)；搅拌头包括互相连接的轴肩(7)和搅拌针(8)；测量平板被焊工件(1)被焊区域的板材厚度H1、台阶被焊工件(2)被焊区域的板材厚度H2、轴肩(7)的直径D1、所述搭接贴合面(B)的横向宽度L1，轴肩(7)下压至施焊状态时从轴肩面(C)到搭接贴合面(B)的距离L2，L2为所述厚度H1与预设的轴肩下压量之差，并测量在所述L2处搅拌针(8)的直径D2；所述直径D1与所述直径D2之差的一半应大于等于所述宽度L1；搅拌针(8)长度L3大于所述厚度H1且小于所述厚度H2；搅拌针(8)根部的直径D3至少比所述直径D1小2mm；搅拌针(8)远离轴肩(7)的端部的直径D4至少比所述直径D3小2mm；步骤二、固定被焊工件：利用夹具将所述被焊工件固定在工作台上，且使平板被焊工件(1)紧密对搭于台阶被焊工件(2)的上方，使对接贴合面(A)和搭接贴合面(B)都实现紧密贴合，平板被焊工件(1)与台阶被焊工件(2)最高上表面保持在同一水平面，完成被焊工件的组装；步骤三、确定施焊位置：首先，将搅拌头移至所述被焊工件的对接贴合面(A)上方，使搅拌针(8)的中心线位于对接贴合面(A)的正上方；然后将搅拌针(8)的中心线向前进侧水平偏移0.5D2的距离，使搅拌针(8)在搭接贴合面(B)处的外壁与对接贴合面(A)和搭接贴合面(B)形成的交线相切，完成搅拌头的定位；步骤四、搅拌摩擦焊接：搅拌头压入所述被焊工件中，保持所述搅拌针(8)在搭接贴合面(B)处的外壁始终与所述对接贴合面(A)和搭接贴合面(B)形成的交线相切；搅拌头沿平行于所述对接贴合面(A)与所述被焊工件上表面的交线的方向行走，直至焊接完成。