一种提高T型接头焊接性能的焊接方法.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CN108746983A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810578815.6(22)申请日2018.06.07(71)申请人航天工程装备（苏州）有限公司地址215000江苏省苏州市吴中经济技术开发区越溪街道苏旺路318号1幢(72)发明人李文晓郭伟强徐红勇邓建峰吉华张阳阳洪晓祥(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种提高T型接头焊接性能的焊接方法(57)摘要本发明公开了一种提高T型接头焊接性能的焊接方法，所焊接的T型接头包括垂直相连的壁板和筋板，包括以下步骤：首先将所述的筋板固定在壁板的正面；然后在壁板的背面，从壁板的一端开始，将所述的搅拌头从壁板的背面在对应于筋板与壁板接触面的位置向下旋转插入搅拌头，直至轴肩插入壁板内0.1-0.2mm，旋转并停留3-5s后，以一定的速度沿着筋板延伸的方向移动，完成单方向焊接；最后以第一道焊接线的终点为起点，沿着筋板的延伸方向反方向进行二次焊接。本发明正反方向双道次焊接，解决了常规的搅拌摩擦焊接在进行T型接头焊接时容易产生弱结合这一严重的缺陷，焊接效率高，自动化程度高，使得接头性能显著提高。CN108746983ACN108746983A权利要求书1/1页1.一种提高T型接头焊接性能的焊接方法，所焊接的T型接头包括垂直相连的壁板和筋板，其特征在于：包括以下步骤：1)将所述的筋板固定在壁板的正面；2)在壁板的背面，从壁板的一端开始，将所述的搅拌头从壁板的背面在对应于筋板与壁板接触面的位置向下旋转插入搅拌头，直至轴肩插入壁板内0.1-0.2mm，旋转并停留3-5s后，以一定的速度沿着筋板延伸的方向移动，完成单方向焊接；3)以第一道焊接线的终点为起点，沿着筋板的延伸方向反方向进行二次焊接。2.根据权利要求1所述的一种提高T型接头焊接性能的焊接方法，其特征在于：焊接时，所采用的搅拌头顶端的搅拌针比壁板的厚度长1-2mm，搅拌针顶端的直径为筋板板厚的0.7-0.8倍，搅拌针的表面设有旋转螺纹；所述的搅拌头上端的轴肩直径为筋板板厚的2.5-3.5倍，优选的为筋板板厚的3倍。3.根据权利要求1所述的一种提高T型接头焊接性能的焊接方法，其特征在于：所述的搅拌头的旋转方向与所述搅拌针表面螺纹的旋向相反。4.根据权利要求1所述的一种提高T型接头焊接性能的焊接方法，其特征在于：焊接开始时，所述的搅拌针的轴线与筋板厚度的中心平面共面。5.根据权利要求4所述的一种提高T型接头焊接性能的焊接方法，其特征在于：焊接过程中，所述的搅拌头的轴线与所述筋板平行面所在的平面之间的夹角为2-3°。6.根据权利要求1所述的一种提高T型接头焊接性能的焊接方法，其特征在于：焊接过程中，所述的搅拌头的旋转速度为800-2000r/min，所述的焊具的移动速度为200-500mm/min。7.根据权利要求1所述的一种提高T型接头焊接性能的焊接方法，其特征在于：采用T型工装上分别固定壁板和筋板，所述的壁板和筋板之间的间隙小于0.2mm。2CN108746983A说明书1/4页一种提高T型接头焊接性能的焊接方法技术领域[0001]本发明属于搅拌摩擦焊领域，具体涉及一种提高T型接头焊接性能的焊接方法。背景技术[0002]目前，T型接头结构在航空航天、轨道交通、石油化工、汽车车体、船舶、桥梁等支撑结构中应用广泛。它既可以承载单向应力又可以承载多组组合力，T型接头的应用在减轻自重，提高壁板稳定性方面优势巨大。但目前T型接头主要通过挤压成型、熔焊、铆接、粘结的方式获得。而上述成型方式均存在有以下不足之处：挤压T型接头要受到模具尺寸的严格限制且加工成本较高；采用熔焊又会使T型接头出现较大的变形、软化以及气孔等问题；铆接则会产生严重的应力集中。[0003]由于搅拌摩擦焊在固相焊接技术中明显的优势，因此采用搅拌摩擦焊焊接T型接头会是一种极具发展前景的工艺，尤其是针对与中厚或者薄板的壁板的焊接。此外，国内外已经看到搅拌摩擦焊T型接头在商业运用中的潜力，如在战斗机的裙翼上成功实现了薄板搅拌摩擦焊的T型接头的连接。但是现有技术中的搅拌摩擦焊接在进行T型接头连接时容易产生弱结合这一严重的缺陷。弱结合区普遍存在于焊缝后退侧，虽然位于搅拌针的搅拌区域，发生了塑性变形但未形成有效的物理连接，常规检测手段也难以检测到此类缺陷。而接头前进侧则结合牢固，因此寻求一种新的焊接方法解决或减小这一缺陷，以消除前进侧与后退侧的组织差异。发明内容[0004]针对上述问题，本发明提出一种提高T型接头焊接性能的焊接方法。[0005]实现上述技术目的，达到