一种用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115870608A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211344045.1(22)申请日2022.10.31(71)申请人江苏科技大学地址212003江苏省南京市京口区梦溪路2号(72)发明人李涛涛丁宏德徐敬冯李瑞峰毕晓琳(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204专利代理师柏尚春(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法(57)摘要本发明公开了一种用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，待焊金属A放置于待焊金属B的下方，焊接前，在待焊金属A的上表面或者待焊金属B的下表面预置金属界面层；焊接时，使无针搅拌头作用在待焊金属B的上表面，实时控制无针搅拌头的下压量，并监测焊接过程中的温度变化，得到冶金连接的异种金属。本发明利用磁控溅射制备的界面层厚度及种类可控的特点，结合无针搅拌摩擦焊的优势，在不破坏两金属间界面层结构完整性的条件下，实现异种金属的冶金连接；并且精确控制压下量，实时监测各参数下工件特定区域的温度变化，并基于温度变化规律识别成形及性能的稳定性。CN115870608ACN115870608A权利要求书1/1页1.一种用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，待焊金属A放置于待焊金属B的下方，其特征在于，焊接前，在待焊金属A的上表面或者待焊金属B的下表面预置金属界面层；焊接时，使无针搅拌头作用在待焊金属B的上表面，实时控制无针搅拌头的下压量，并监测焊接过程中的温度变化，得到冶金连接的异种金属。2.根据权利要求1所述用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，其特征在于，控制所述无针搅拌头端面下压量为待焊金属B厚度的10％～90％。3.根据权利要求1所述用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，其特征在于，所述待焊金属B的上表面搅拌区深度约为0.05～0.3mm。4.根据权利要求1所述用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，其特征在于，所述异种金属为镁合金/钢、镁合金/钛合金、镁合金/铝合金、钛合金/钢、铝合金/钛合金中的任意一种。5.根据权利要求1所述用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，其特征在于，所述金属界面层的种类包括纯金属、金属间化合物、固溶体或中高熵合金中的一种。6.根据权利要求1所述用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，其特征在于，预置金属界面层的方法为：采用磁控溅射的方法，在待焊金属A的上表面或者待焊金属B的下表面预置厚度为30～1000nm的薄膜。7.根据权利要求1所述用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，其特征在于，所述无针搅拌头的转速为500～20000r/min，点焊时间为5‑120s。8.根据权利要求1所述用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，其特征在于，所述无针搅拌头与垂直面呈1～5°偏角。9.根据权利要求1所述用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，其特征在于，所述点焊区域为距离搅拌头垂直圆柱面1～10mm。2CN115870608A说明书1/5页一种用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属焊接的方法，尤其涉及一种用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法。背景技术[0002]异种金属结构件能够满足不同部位的性能要求，尤其是对腐蚀，磨损，强度等性能有特殊需求的位置。异种金属焊接时也能够采用廉价金属或轻质金属替代部分贵重或稀有金属，节约生产成本。[0003]现有研究指出，异种金属连接时金属间化合物是主要连接介质，而异种金属焊接过程中形成的化合物种类、分布及数量等受焊接热源及参数的影响较大，除此之外，化合物往往呈现出硬而脆的特点，因此，焊接过程中大量的金属间化合物作为连接介质容易产生裂纹。[0004]而现有技术中的异种金属连接时主要是通过控制焊缝中金属间化合物的成分、形状、数量及分布来减少或抑制裂纹的产生，但是受焊接热源及参数的影响较大，效果并不明显。尤其对于难固溶不反应异种金属焊接，接头性能不稳定。发明内容[0005]发明目的：本发明的目的是提供一种能避免破坏两金属间界面层结构完整性的用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法。[0006]技术方案：本发明所述的用于异种金属无针搅拌摩擦点焊的方法，待焊金属A放置于待焊金属B的下方，焊接前，在待焊金属A的上表面或者待焊金属B的下表面预置金属界面层；焊接时，使无针搅拌头作用在待焊金属B的上表面，实时控制无针搅拌头的下压量，并监测焊接过程中的温度变化，得到冶金连接的异种金属。[0007]其中，控制所述无针搅拌头端面下压量为待焊金属B厚度的10％～90％。[0008]其中，所述待焊金属B的上表面搅拌区深度约为0.05～0.3mm。[0009]其中，所述异种金属为镁合金/