一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法.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CN110666338A(43)申请公布日2020.01.10(21)申请号201911002801.0(22)申请日2019.10.22(71)申请人沈阳航空航天大学地址110136辽宁省沈阳市道义经济开发区道义南大街37号(72)发明人朱智刘成财杨楠王治慧金强王鑫杨刘钦玉葛志宝(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人刘晓岚(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)B23K20/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法(57)摘要本发明公开了一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法，该方法包括以下四个步骤：一：对箱体结构进行连接界面划分，将焊缝设置在易于实施搅拌摩擦焊接的部位；箱体结构中各部分之间的连接界面采用对接和/或搭对接的接头形式。二：利用机加工方法对箱体结构的各部分进行预加工，并留有所需焊接余量。三：利用搅拌摩擦焊接技术将箱体结构各部分焊接在一起。四：对焊接后的箱体进行机加工和去应力处理，从而实现箱体结构的精密制造。本发明主要用于电子、航空、航天、轨道列车、船舶等工业中箱体结构的精密制造。CN110666338ACN110666338A权利要求书1/1页1.一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一：对箱体结构进行连接界面划分，将焊缝设置在易于实施搅拌摩擦焊接的部位；所述箱体结构中各部分之间的连接界面采用对接和/或搭对接的接头形式；步骤二：根据箱体具体结构采用机加工方法对箱体结构的各部分进行预加工，预加工后各部分留有所需焊接余量；步骤三：利用搅拌摩擦焊接技术将箱体结构各部分焊接在一起；步骤四：对焊接后的箱体进行机加工和去应力处理，从而实现箱体结构的精密制造。2.根据权利要求1所述一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法，其特征在于，所述箱体结构包括上盖板(1)、下盖板(3)、左侧板(2)、右侧板(4)和中心结构(5)五部分，所述中心结构(5)的两端分别连接左侧板(2)和右侧板(4)，该箱体结构中各部分的板厚为1mm～50mm。3.根据权利要求1所述一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法，其特征在于，所述箱体结构的材料为铝、铝合金、镁和镁合金中的一种或几种。4.根据权利要求1所述一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法，其特征在于，所述搅拌摩擦焊接技术的工艺参数为：焊具转速400rpm～3000rpm，焊接速度10mm/min～300mm/min，焊具轴肩压深0mm～1mm，焊具倾角0°～3°。5.根据权利要求1所述一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法，其特征在于，所述搅拌摩擦焊接技术不仅适用于同种材料的焊接，而且适用于异种材料的焊接。6.根据权利要求1所述一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法，其特征在于，所述去应力处理采用稳定化热处理。2CN110666338A说明书1/3页一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法技术领域[0001]本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种基于搅拌摩擦焊接的箱体结构精密制造方法。背景技术[0002]VPX机箱作为电子元件的承载主体，已被广泛应用于电子、航空、航天、轨道列车、船舶等工业领域中。然而不同领域对VPX机箱的性能要求不同，如航天领域中，对VPX箱体结构的电学性能、导热性能、重量及尺寸精度都有着极为严格的要求，只要有一方面不满足要求，就会严重影响箱体的正常使用，因此，VPX机箱的制造难度极大。[0003]航天VPX机箱的主体结构一般是由上盖板、下盖板、左侧板、右侧板和中心结构几部分组成，传统的连接方法主要有机械连接、熔化焊接、钎焊+机械连接等方式。其中，机械连接方法相对比较简单，然而机械连接的连接点不连续，可靠性较差，而且由于接触热阻和接触电阻的存在，使得箱体结构的导热性和导电性较差，严重影响箱体结构的正常服役，因此几乎不采用；对于熔化焊接方法，其接头的导热性和导电性相对较好，但对铝合金、镁合金等低熔点轻合金来说，熔化焊极易形成粗大晶粒、热裂纹和气孔等焊接缺陷，使得接头强度降低。此外，熔化焊的焊接变形和残余应力较大，直接影响焊后箱体结构的尺寸稳定性，进而严重影响箱体服役的可靠性；对钎焊而言，其接头的导热性和导电性相对机械连接较好，钎焊机箱的尺寸精度与熔化焊相比要高得多，降低了焊后机加工的难度，但钎焊接头的连接强度较低，因此并不单独使用，而是通常与机械连接相结合。虽然钎焊与机械连接相结合的连接方式同时具有两者的优点，但是钎焊中钎料和机械连接中连接件的使用会显著增加VPX机箱的重量，难以满足航空、航天领域的减重要求。此外，铝合金和镁合金