一种基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法.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CN111299805A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010245112.9(22)申请日2020.03.31(71)申请人重庆理工大学地址400054重庆市巴南区李家沱红光大道69号(72)发明人许惠斌丛伟钟万亮(74)专利代理机构重庆华科专利事务所50123代理人康海燕(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)B23K20/16(2006.01)B23K20/22(2006.01)B23K20/24(2006.01)B23K20/26(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法(57)摘要本发明公开了一种基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其包括如下步骤：步骤一，将两个待焊母材对接装夹于加热台上，两个待焊母材的待焊面之间留有装配间隙，该装配间隙内预置有半固态特性的钎料；步骤二，调整搅拌针的端部中心置于装配间隙中心线处，所述搅拌针为锥度台阶状、锥度螺纹状或锥度台阶螺纹状，所述搅拌针端部的直径大于装配间隙的宽度，调节焊接温度使钎料处于半固态状态，半固态钎料的固相分数为10～60％，设定焊接工艺参数，搅拌针下压到目标深度，然后沿焊接方向移动，在搅拌焊料的同时对待焊母材进行啃削，直至完成焊接。其能够提高厚板焊缝的力学性能和焊接效率，简单可行，易于操作。CN111299805ACN111299805A权利要求书1/1页1.一种基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将两个待焊母材对接装夹于加热台上，两个待焊母材的待焊面之间留有装配间隙，该装配间隙内预置有半固态特性的钎料；步骤二，调整搅拌针的端部中心置于装配间隙中心线处，所述搅拌针为锥度台阶状、锥度螺纹状或锥度台阶螺纹状，所述搅拌针端部的直径大于装配间隙的宽度，调节焊接温度使钎料处于半固态状态，半固态钎料的固相分数为10～60％，设定焊接工艺参数，搅拌针下压到目标深度，然后沿焊接方向移动，在搅拌焊料的同时对待焊母材进行啃削，直至完成焊接。2.根据权利要求1所述的基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其特征在于：所述步骤二中的焊接工艺参数包括：两个待焊母材的焊接温度为350～650℃，保温时间为3～8min，搅拌头下压量为0.2～0.6mm，搅拌针单侧啃削量为0.1～0.6mm，搅拌头转速为1000～3500rpm，焊接速度为25～88mm/min。3.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其特征在于，所述锥度台阶状为：搅拌针的整体呈锥度角为5～45°的锥柱状，自其顶端向搅拌头杆部方向设有多个逐级向下的台阶：所述锥度螺纹状为：搅拌针整体呈锥度角为5～45°的锥柱状，其外周面设有螺旋设置的螺纹槽；所述锥度台阶螺纹状为：搅拌针整体呈锥度角为5～45°的锥柱状，自其顶端向搅拌针杆部方向设有多个逐级向下的台阶，且搅拌针外周面加工有双螺旋槽，该双螺旋槽以靠近根部台阶的第二台阶作为起始点，起始角度分别为0°和180°。4.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其特征在于，所述搅拌针端部直径D与两个待焊母材的装配间隙宽度H的关系为：0.2mm＜D-H＜1.2mm。5.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其特征在于，所述搅拌针端部至根部的长度L与待焊母材厚度δ的关系为：0.3mm＜L-δ＜1.5mm。6.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其特征在于：所述钎料为Zn-Al系钎料或Al-Si系钎料。7.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其特征在于：所述待焊母材的材质为铝合金、铝基复合材料、铜合金或钛合金。8.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其特征在于：所述搅拌针的材质为H13钢或硬质合金。9.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其特征在于：所述加热台的加热方式为火焰加热、电阻式加热、高频感应加热、激光式加热、等离子加热和电弧式加热中的一种或几种。10.根据权利要求1或2所述的基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法，其特征在于：所述待焊母材接头形式为板与板的搭接、对接或管与管的对接、搭接。2CN111299805A说明书1/5页一种基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法技术领域[0001]本发明涉及厚板窄间隙焊接，具体涉及一种基于啃削辅助的厚板窄间隙焊接方法。背景技术[0002]在航空航天、汽车装备制造、航海工业等现代技术迅速发展的情况下，铝合金、铝基复合材料、铜合金钛合金被广泛应用到其中。采用复合接头的形式能够整合母材的物理优势，作为一种最为普遍应用的焊接方法，钎焊能