一种增加软质金属和硬质金属异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头强度的焊接方法.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CN107457480A(43)申请公布日2017.12.12(21)申请号201710708094.1(22)申请日2017.08.17(71)申请人哈尔滨工业大学（威海）地址264209山东省威海市文化西路2号(72)发明人周利罗凌云王瑞黄永宪冯吉才(74)专利代理机构哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙)23209代理人李晓敏(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)B23K20/24(2006.01)B23K103/18(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种增加软质金属和硬质金属异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头强度的焊接方法(57)摘要一种增加软质金属和硬质金属异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头强度的焊接方法，属于焊接技术领域。技术要点为：母材表面预处理；硬质高熔点金属搭接表面毛化处理：通过对硬质高熔点金属搭接表面进行毛化处理，使硬质高熔点金属的搭接表面均匀分布细小的凹凸结构，增加搭接表面粗糙度；焊接方法：焊接时将软质低熔点金属与硬质高熔点金属组成软质低熔点金属在上、硬质高熔点金属在下的搭接接头，焊接参数为：搅拌套扎入最大扎入深度位于硬质高熔点金属搭接表上表面0.05mm-0.2mm，中间停留一定时间；进行回填式搅拌摩擦点焊。本发明用于异种材料回填式搅拌摩擦点焊中，具有增加回填式搅拌摩擦点焊接头强度的优点。CN107457480ACN107457480A权利要求书1/1页1.一种增加软质金属和硬质金属异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头强度的焊接方法，其特征在于，具体方法为：步骤一，母材表面预处理：搭接表面打磨，去除试件表面氧化膜；擦拭打磨的表面，去除油污；步骤二，硬质高熔点金属搭接表面毛化处理：通过对硬质高熔点金属搭接表面进行毛化处理，使硬质高熔点金属的搭接表面均匀分布细小的凹凸结构，增加搭接表面粗糙度；步骤三，焊接方法：回填式搅拌摩擦点焊分为扎入阶段、中间停留阶段，回填阶段和撤离阶段；具体为：焊接时将软质低熔点金属与硬质高熔点金属组成软质低熔点金属在上、硬质高熔点金属在下的搭接接头，焊接参数为：搅拌套扎入最大扎入深度位于硬质高熔点金属搭接表上表面0.05mm-0.2mm，中间停留一定时间；进行回填式搅拌摩擦点焊，一方面焊接时的压力和产热在界面处形成固相连接，另一方面，利用软质低熔点金属的在焊接时塑性流动，使软质低熔点金属与毛化的硬质高熔点金属搭接表面的凹凸结构相结合，形成机械连接，实现软质低熔点金属和硬质高熔点金属的回填式搅拌摩擦点焊。2.根据权利要求1所述的一种增加软质金属和硬质金属异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头强度的焊接方法，其特征在于，所述步骤一中，使用丙酮擦拭打磨的表面，去除油污。3.根据权利要求2所述的一种增加软质金属和硬质金属异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头强度的焊接方法，其特征在于，所述毛化处理方式为激光毛化、电子束毛化、电火花毛化、喷砂毛化或喷丸毛化。4.根据权利要求3所述的一种增加软质金属和硬质金属异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头强度的焊接方法，其特征在于，所述步骤三中，焊接参数：转速为900rpm-3000rpm，扎入回填速度为0.5mm/s-2.5mm/s。5.根据权利要求4所述的一种增加软质金属和硬质金属异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头强度的焊接方法，其特征在于，所述步骤三中，中间停留时间为1s-4s。2CN107457480A说明书1/3页一种增加软质金属和硬质金属异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头强度的焊接方法技术领域[0001]本发明涉及一种回填式搅拌摩擦点焊方法，具体涉及一种增加软质金属和硬质金属异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头强度的焊接方法，属于焊接技术领域。背景技术[0002]随着全球资源供应与环境保护的日趋严峻，轻量化设计越来越受到人们的关注，采用镁、铝和钢、钛的异种金属复合结构可以有效减重实现轻量化目标。然而，镁、铝与钢、钛物理化学性能方面存在较大的差异，采用传统熔化焊方法焊接时难以避免脆性金属间化合物的形成，易出现气孔、裂纹缺陷。回填式搅拌摩擦点焊是在搅拌摩擦点焊基础上发展的一种新型固相连接技术，该方法可以有效抑制脆性金属间化合物生成并避免出现气孔裂纹等焊接缺陷，在实现异种材料连接具有很大的优势。但是，镁、铝等软质低熔点金属与钢、钛等硬质高熔点金属在物理性能和力学性能上存在很大差异，采用常规思路使回填式搅拌摩擦点焊焊具扎入硬质高熔点金属中一方面对焊具材料提出了很高的要求；另一方面容易引起焊具磨损严重，导致接头结合面积不够，结合强度不高。原因在于：采用常规思路使用回填式搅拌摩擦点焊焊接时，焊具无法扎入到硬质高熔点金属中，因而导致接头结合面积不过，结合强度不高。发明内容[0003]