随动式改善Al/Cu搅拌摩擦焊焊缝组织的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106181020A(43)申请公布日2016.12.07(21)申请号201610733746.2(22)申请日2016.08.28(71)申请人兰州理工大学地址730050甘肃省兰州市兰工坪287号(72)发明人张忠科廖蕴博王亚俊于洋胥春龙张剑飞(74)专利代理机构兰州振华专利代理有限责任公司62102代理人董斌(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称随动式改善Al/Cu搅拌摩擦焊焊缝组织的方法(57)摘要随动式改善Al/Cu搅拌摩擦焊焊缝组织的方法，其步骤为：（1）调节工作最低压强，并调整组织改性机构最低下压量；（2）用调控机构调整组织改性机构位置,双滚轮的组织改性机构（II）中两个滚轮分别对应Al/Cu侧的机械热影响区全部以及焊缝热影响区、焊核区的一部分；（3）组织改性机构温控系统开机，设置改性温度，组织改性机构（I）设置滚轮温度T1=290~315℃；组织改性机构（II）预设Al侧滚轮温度T2=275~290℃，Cu侧滚轮温度T3=480~510℃，将三个滚轮加热至改性温度后加热停止；（4）搅拌摩擦焊机开机焊接开始，同时组织改性机构开始工作，利用组织改性机构温控系统保证工作时达到并稳定在步骤（3）设置的改性温度温度至焊缝改性结束，焊接结束即可实现对热影响区组织的改性。CN106181020ACN106181020A权利要求书1/1页1.随动式改善Al/Cu搅拌摩擦焊焊缝组织的方法，其步骤为：（1）步骤一：调节工作最低压强，并调整组织改性机构最低下压量；（2）步骤二：用调控机构调整组织改性机构位置，既单滚轮的组织改性机构（I）中滚轮覆盖焊核区的全部、机械热影响区一部分；双滚轮的组织改性机构（II）中两个滚轮分别对应Al/Cu侧的机械热影响区全部以及焊缝热影响区、焊核区的一部分；（3）步骤三：组织改性机构温控系统开机，设置改性温度，组织改性机构（I）设置滚轮温度T1=290~315℃；组织改性机构（II）预设Al侧滚轮温度T2=275~290℃，Cu侧滚轮温度T3=480~510℃，将三个滚轮加热至改性温度后加热停止；（4）步骤四：搅拌摩擦焊机开机焊接开始，同时组织改性机构开始工作，利用组织改性机构对热影响区组织进行热轧改性，利用焊接预热和加热装置为组织改性机构提供内能，利用组织改性机构温控系统保证工作时达到并稳定在步骤三设置的改性温度温度至焊缝改性结束，焊接结束即可实现对热影响区组织的改性。2.根据权利要求1所述的随动式改善Al/Cu搅拌摩擦焊焊缝组织的方法，其特征在于：步骤二安装、调整组织改性机构，安装组织改性机构包括在X方向上用于改善焊核区组织的改性机构I紧靠搅拌头、用于改善两侧机械热影响区组织的组织改性机构II安装于组织改性机构I之后，以及压力机构和工作压力的选取，可采用压缩弹簧为机构提供压力，根据机构选取工艺参数：弹簧预紧力F满足：其中P为工作压强，h为滚轮宽度，R为滚轮半径,η为传动效率；调整组织改性机构：Y方向为，组织改性机构I的滚轮覆盖焊核区、组织改性机构II的滚轮覆盖机械热影响区全部以及焊缝热影响区、焊核区的一部分；Z方向组织改性机构I的滚轮相对于焊核区下压量△Z1=0.3mm，组织改性机构II的滚轮相对于机械热影响区下压量△Z2=0.35mm。3.根据权利要求1所述随动式改善Al/Cu搅拌摩擦焊焊缝组织的方法，其特征在于：所述步骤一中组织改性机构最低下压量为组织改性机构（I）的滚轮相对于焊核区下压量△Z1=0.2~0.35mm，组织改性机构（II）的滚轮相对于机械热影响区下压量△Z2=0.2~0.4mm。4.根据权利要求1所述随动式改善Al/Cu搅拌摩擦焊焊缝组织的方法，其特征在于：所述步骤一中组织组织改性机构的工作压强P满足P=15~25MPa；温控系统保证轧制时达到目标温度且稳定的过程的能量转变可表示为Q1+Q2=E3+Q4，其中Q1源于焊接余热，Q2源于加热装置产热，E3为组织转变，Q4为系统散热。2CN106181020A说明书1/3页随动式改善Al/Cu搅拌摩擦焊焊缝组织的方法技术领域[0001]本发明涉及锻压冶金技术，具体是改善Al/Cu搅拌摩擦焊焊缝组织提高力学性能的技术。背景技术[0002]搅拌摩擦焊是英国焊接研究所于1991年发明的专利焊接技术，它因为热输入小、不容易产生金属间化合物、半固态焊接等特点广泛的应用于常规熔化焊难以实现的异种金属的焊接。但是由于该焊接方法是半固态连接，当异种金属熔点相差较大时焊缝易产生缺陷，如焊核区的孔洞、隧道缺陷，机械热影响区的微裂纹等。[0003]Al/Cu异种焊接在贵重电器行业中有着极其广阔的应用前景，但是在