專利名稱：：一種2A70鋁合金筒體(δ20mm)攪拌摩擦焊工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，具體應(yīng)用于攪拌摩擦焊焊接工藝。
背景技術(shù)：
：攪拌摩擦焊技術(shù)是近年來(lái)新興的一項(xiàng)固相連接技術(shù)，主要應(yīng)用于鋁合金板材拼接、型材成型、環(huán)向焊縫焊接等，可實(shí)現(xiàn)各種鋁合金等強(qiáng)度連接。因此，在中、薄板鋁合金零件上利用廣泛應(yīng)用。但對(duì)于大厚度、大直徑筒體及長(zhǎng)焊縫焊接成形來(lái)說(shuō)，其攪拌頭的使用壽命是制約此項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于中、薄板的鋁合金的攪拌摩擦焊來(lái)說(shuō)，已經(jīng)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但在厚板鋁合金攪拌摩擦焊研究上均剛剛起步。目前，大厚度、大直徑筒體及長(zhǎng)焊縫焊接成形主要采用電子束焊技術(shù)成形，但由于電子束焊屬于熔焊，在焊接過(guò)程中鋁合金基體處于熔化狀態(tài)，一方面焊接后其內(nèi)部的焊接氣孔缺陷難于控制，另一方面由于電子束焊方法對(duì)于鍛鋁及硬鋁等可強(qiáng)化鋁合金材料來(lái)說(shuō)，其焊接后的焊縫性能不足母材強(qiáng)度的80%。而對(duì)于攪拌摩擦焊技術(shù)來(lái)說(shuō)，由于其焊接過(guò)程中基體金屬不是熔融狀態(tài)，而是處于塑性流動(dòng)狀態(tài)，焊接后焊縫內(nèi)部不會(huì)出現(xiàn)氣孔等難于控制的缺陷，更為可觀的是其焊縫的可達(dá)到母材強(qiáng)度的90%以上，因此，攪拌摩擦焊技術(shù)無(wú)論在焊接質(zhì)量還是性能上均優(yōu)于其它的熔焊工藝方法。對(duì)于厚板鋁合金來(lái)說(shuō)，其工藝參數(shù)可以通過(guò)各種工藝方法優(yōu)化出合理的范圍，但對(duì)于影響焊接能力的攪拌頭(包括結(jié)構(gòu)及材料)則需要一個(gè)長(zhǎng)期而穩(wěn)定的研究過(guò)程。在沒有穩(wěn)定而可靠的攪拌頭的前提下，對(duì)于大直徑、大厚度的鋁合金筒體來(lái)說(shuō)，如何能夠連續(xù)完成一條環(huán)向焊縫的焊接，即在每條環(huán)向焊縫上僅留下一個(gè)收焊匙孔，是目前急需解決的一項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種2A70鋁合金筒體(S20mm)攪拌摩擦焊工藝方法，它具有在大厚度、大直徑鋁合金筒體攪拌摩擦焊接時(shí)，利用兩個(gè)攪拌頭實(shí)現(xiàn)同筒體同一條200910307356.9說(shuō)明書第2/4頁(yè)環(huán)向焊縫焊焊接，且在筒體同一條環(huán)向焊縫上僅留下一個(gè)收焊匙孔的特點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種2A70鋁合金筒體(S20mm)攪拌摩擦焊工藝方法，其特征在于，包括下述步驟步驟一，將第一攪拌頭的探針設(shè)置在筒體的待焊接的焊縫處，使第一攪拌頭焊接筒體環(huán)向焊縫至攪拌頭上焊頭將盡時(shí)停焊，將第一攪拌頭取出；步驟二，更換上第二攪拌頭，將與筒體相同材質(zhì)、相同熱處理狀態(tài)，與收焊匙孔相同錐度的匙孔銷填堵到第一攪拌頭焊接焊縫后留下的匙孔內(nèi)，利用第二攪拌頭將匙孔銷壓入到匙孔內(nèi)；步驟三，利用第二攪拌頭在第一攪拌頭收焊匙孔處重新起焊，完成筒體剩余焊縫的焊接對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)一步的優(yōu)化為，所述第一攪拌頭焊接筒體環(huán)向焊縫至半周。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.本發(fā)明提供了在大厚度、大直徑鋁合金筒體攪拌摩擦焊接時(shí)，利用兩個(gè)攪拌頭實(shí)現(xiàn)同筒體同一條環(huán)向焊縫焊焊接，且在筒體同一條環(huán)向焊縫上僅留下一個(gè)收焊匙孔，解決同一個(gè)攪拌頭無(wú)法實(shí)現(xiàn)大厚度大直徑筒體同一條環(huán)向焊縫完成連續(xù)焊接的問(wèn)題，以及保證同一條環(huán)向焊縫連續(xù)焊接成一體的要求，在保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，獲得機(jī)械性能穩(wěn)定可靠焊縫的一種工藝方法。能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中采用電子束焊接時(shí)的焊接缺陷控制，提高焊接接頭性能，同時(shí)解決了筒體環(huán)向焊縫無(wú)法一次焊接完成的問(wèn)題，避免了由于無(wú)法一次完成筒體環(huán)向焊縫焊接而導(dǎo)致攪拌針斷裂到產(chǎn)品零件內(nèi)，造成筒體零件的報(bào)廢。2.對(duì)于大厚度、大直徑的鋁合金筒體來(lái)說(shuō)，同一條環(huán)向焊縫采用兩個(gè)攪拌頭連續(xù)焊接成形，可有效解決焊接過(guò)程中攪拌針斷裂問(wèn)題，在保證接縫處機(jī)械性能的前提下，可100%保證兩個(gè)攪拌頭連接處的焊縫質(zhì)量穩(wěn)定。發(fā)明為國(guó)內(nèi)航空、航天系統(tǒng)攪拌摩擦在大厚度、大直徑鋁合金筒體成形、降低生產(chǎn)成本方面提供一種有效的解決方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、使用效果好，可滿足大厚度、大直徑鋁合金筒體攪拌摩擦焊接的要求。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。圖l為采用本發(fā)明所提供的方法對(duì)筒體連接焊接的工作示意圖。圖2為進(jìn)行匙孔填堵試驗(yàn)的焊接試板結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式具體焊接過(guò)程見圖l所示利用第一個(gè)攪拌頭從筒體的A點(diǎn)起焊，在焊接到B點(diǎn)后停焊，將第一個(gè)攪拌頭從筒體內(nèi)取出，將制備的與筒體相同材料、相同熱處理狀態(tài)，與收焊匙孔相同錐度的匙孔銷堵到B點(diǎn)的匙孔，利用第二個(gè)攪拌頭將匙孔銷壓入到匙孔內(nèi)，再利用第二個(gè)攪拌頭從第一個(gè)攪拌頭收焊匙孔處重新起焊，即從B點(diǎn)起焊，完成筒體剩余焊縫的焊接到A點(diǎn)后，將攪拌頭取出，在A點(diǎn)處留下一個(gè)收焊匙孔。焊接完成后，對(duì)兩個(gè)攪拌頭連接處進(jìn)行X射線、超聲波檢測(cè)均未發(fā)現(xiàn)缺陷，并其進(jìn)行機(jī)械性能檢測(cè)，其焊縫強(qiáng)度可達(dá)到母材理論強(qiáng)度值的90%以上。利用所確定的工藝參數(shù)及有效的攪拌頭結(jié)構(gòu)，按圖2所示進(jìn)行匙孔填堵試驗(yàn)的焊接試板結(jié)構(gòu)示意圖，進(jìn)行收焊匙孔利用匙孔銷填堵匙孔后再次焊接的試驗(yàn)，即從C點(diǎn)起焊至D點(diǎn)，在D點(diǎn)填堵匙孔銷后從D點(diǎn)起焊至E點(diǎn)，在E點(diǎn)填堵匙孔銷后從E點(diǎn)起焊至F點(diǎn)，在F點(diǎn)填堵匙孔銷后從F點(diǎn)起焊至G點(diǎn)結(jié)束試驗(yàn)，焊接后檢測(cè)其匙孔填堵處的質(zhì)量，主要采用X射線、超聲波等方法檢測(cè)，焊縫質(zhì)量穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。同時(shí)對(duì)檢測(cè)合格的填堵匙孔處焊縫進(jìn)行機(jī)械性能檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求，具體見表l所示表l接頭機(jī)械性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>經(jīng)過(guò)上述試驗(yàn)，在焊接試板的應(yīng)用、穩(wěn)定后，利用兩個(gè)攪拌頭進(jìn)行了某產(chǎn)品的環(huán)向焊縫焊接，第一個(gè)攪拌頭的收焊匙孔利用相同材料、相同熱處理狀態(tài)的匙孔銷填堵匙孔，并利用第二個(gè)攪拌頭在第一個(gè)攪拌頭的收焊匙孔處重新起焊焊接，直至半周環(huán)向焊縫焊接完畢。焊接后對(duì)整條焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，均未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。第一攪拌頭與第二攪拌頭的配合不限于上述實(shí)施方式中所述的每個(gè)攪拌頭焊接半周，只要在第一攪拌頭的焊頭還為用盡時(shí)，更換第二攪拌頭，就不會(huì)使攪拌針斷裂，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全能夠理解，故不一一列舉。最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。權(quán)利要求1.一種2A70鋁合金筒體(δ20mm)攪拌摩擦焊工藝方法，其特征在于，包括下述步驟步驟一，將第一攪拌頭的探針設(shè)置在筒體的待焊接的焊縫處，使第一攪拌頭焊接筒體環(huán)向焊縫至攪拌頭上焊頭將盡時(shí)停焊，將第一攪拌頭取出；步驟二，更換上第二攪拌頭，將與筒體相同材質(zhì)、相同熱處理狀態(tài)，與收焊匙孔相同錐度的匙孔銷，填堵到第一攪拌頭焊接焊縫后留下的匙孔內(nèi)，利用第二攪拌頭將匙孔銷壓入到匙孔內(nèi)；步驟三，利用第二攪拌頭在第一攪拌頭收焊匙孔處重新起焊，完成筒體剩余焊縫的焊接。2.如權(quán)利要求1所述的一種2A70鋁合金筒體(S20mm)攪拌摩擦焊工藝方法，其特征在于，所述第一攪拌頭焊接筒體環(huán)向焊縫至半周。全文摘要本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，公開了一種2A70鋁合金筒體(δ20mm)攪拌摩擦焊工藝方法，將第一攪拌頭探針設(shè)置在筒體的待焊接的焊縫處，使第一攪拌頭焊接筒體環(huán)向焊縫至攪拌頭上焊頭將盡時(shí)停焊，將第一攪拌頭取出；更換上第二攪拌頭，將與筒體相同材質(zhì)、相同熱處理狀態(tài)，與收焊匙孔相同錐度的匙孔銷填堵到第一攪拌頭焊接焊縫后留下的匙孔內(nèi)，第二攪拌頭將匙孔銷壓入到匙孔內(nèi)；第二攪拌頭在第一攪拌頭收焊匙孔處重新起焊，完成筒體剩余焊縫焊接。本發(fā)明能在大厚度、大直徑鋁合金筒體攪拌摩擦焊接時(shí)，利用兩個(gè)攪拌頭實(shí)現(xiàn)同筒體同一條環(huán)向焊縫焊焊接，且在筒體同一條環(huán)向焊縫上僅留下一個(gè)收焊匙孔，保證同一條環(huán)向焊縫連續(xù)焊接成一體，焊縫質(zhì)量穩(wěn)定。文檔編號(hào)B23K20/12GK101648319SQ20091030735公開日2010年2月17日申請(qǐng)日期2009年9月21日優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日發(fā)明者喬鳳林,余書平,唐眾民,張振宇,徐曉東,羅曉梅,鄢江武申請(qǐng)人:國(guó)營(yíng)紅陽(yáng)機(jī)械廠