一种零件孔侧壁掉块缺陷的搅拌摩擦焊修复方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114932304A(43)申请公布日2022.08.23(21)申请号202210461082.4(22)申请日2022.04.28(71)申请人国营四达机械制造公司地址712200陕西省咸阳市武功县小村镇(72)发明人温泉狄小刚吴雪猛任寿伟武策赵静(74)专利代理机构西安匠星互智知识产权代理有限公司61291专利代理师王凯敏(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)B23K20/24(2006.01)B23P15/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种零件孔侧壁掉块缺陷的搅拌摩擦焊修复方法(57)摘要为解决解决现有修复零件孔掉块缺陷的方法所存在的技术问题，本发明提出了一种零件孔侧壁掉块缺陷的搅拌摩擦焊修复方法，在对零件孔掉块缺陷进行修复时，首先需要根据掉块缺陷大小切除掉块缺陷得到直径大于原零件孔的新孔，然后向新孔中放入尺寸匹配的填充材料后，使搅拌头沿着填充材料和新孔的界面行进进行修复即可，不受待修复孔及孔侧壁损伤区尺寸限制，能实现零件孔大尺寸量条件下的修复。本发明既可实现通孔侧壁掉块缺陷修复，又可实现盲孔侧壁掉块缺陷修复，极大扩宽了孔的修复范围。与传统衬套修复方式相比，本发明中填充材料与零件待修复孔之间形成原子扩散，实现了冶金连接，连接强度高，不会因使用过程中的振动或疲劳导致修复区脱落。CN114932304ACN114932304A权利要求书1/1页1.一种零件孔侧壁掉块缺陷的搅拌摩擦焊修复方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，沿待修复零件孔的径向方向测量其掉块区边缘距待修复零件孔中心点的最大距离D1；步骤2，采用半径为D2的钻头旋转切除掉块缺陷，得到半径为D2的新孔，旋转前使钻头轴线与待修复零件孔轴线重合；步骤3，制作厚度等于待修复零件孔的深度，且半径小于D2的圆柱形填充材料；步骤4，将待修复零件孔固定在搅拌摩擦焊机器的水平工作台上，将所述圆柱形填充材料放置于所述半径为D2的新孔内；步骤5，将搅拌头固定于搅拌摩擦焊机器主轴上，使其中搅拌针端部与半径为D2的新孔的上表面相接触，并且使搅拌针轴线位于圆柱形填充材料与新孔的接触界面上；步骤6，启动搅拌摩擦焊机器，设定搅拌头旋转速度ω为100～10000rpm，同时以v1＝0.1～50mm/min的速度向下运动，当搅拌头轴肩与新孔上表面接触时停止下扎运动，并保持1‑5s的旋转运动，随后搅拌头以v2＝10～1000mm/min的速度沿着圆柱形填充材料与新孔的接触界面所组成的圆形线继续行进，待搅拌头走完整个圆形线后，搅拌头再向圆柱填充材料中心点行进，当搅拌头移动至填充材料中心位置时，停止前进运动，随后搅拌头以v3＝0.1～50mm/min的速度回抽，离开填充材料；步骤7，待修复后的零件冷却至室温，采用与原零件孔直径相同的钻头旋转切除多于的填充材料，旋转前保证钻头轴线与原零件孔的中心轴线重合。2.根据权利要求1所述的零件孔侧壁掉块缺陷的搅拌摩擦焊修复方法，其特征在于：所述步骤2中钻头的半径D2比所述D1大0.1‑5mm。3.根据权利要求1所述的零件孔侧壁掉块缺陷的搅拌摩擦焊修复方法，其特征在于：所述步骤3中圆柱形填充材料与待修复零件孔的材料属性相同，其半径比所述D2小0.1～1mm。4.根据权利要求1所述的零件孔侧壁掉块缺陷的搅拌摩擦焊修复方法，其特征在于：所述步骤5中搅拌针的长度比所述半径为D2的新孔的高度小0.1～0.3mm。5.根据权利要求1所述的零件孔侧壁掉块缺陷的搅拌摩擦焊修复方法，其特征在于：所述步骤5中采用的搅拌头由高温合金制成，搅拌头的刚度和耐磨性优于待修复零件材料；所述搅拌头的轴肩直径与搅拌针直径的比例为2:1～10:1。2CN114932304A说明书1/4页一种零件孔侧壁掉块缺陷的搅拌摩擦焊修复方法技术领域[0001]本发明涉及摩擦焊接技术领域，具体涉及一种零件孔侧壁掉块缺陷的搅拌摩擦焊修复方法。背景技术[0002]近几年随着各种大型工程项目的实施，连接技术也得到了快速发展，采用的连接方式主要为机械连接、胶接和焊接等。其中机械连接具有结构简单、连接可靠和拆装方便等优点，是金属材料连接方法中应用最广泛的连接方法之一。机械连接中需在零件表面或内部加工盲孔或通孔，以实现机械连接的美观性要求或实现多个零件的连接。在加工盲孔或通孔过程中，刀具的切削作用会在零件孔侧壁产生凹凸不平的缺陷。此外，在使用过程中零件孔会和连接螺栓或销钉表面产生碰撞，导致孔侧壁掉块或变形产生，进而影响孔的使用性能。目前研究者们针对零件孔变形和掉块磨损的修复，主要采用增加衬套、喷涂和焊接方式。[0003]中国发明专利CN102699620A采用增加衬套的方式修复气缸孔磨损缺陷。该方式虽