防止薄板鋁合金攪拌摩擦連接區(qū)連接過程中出現(xiàn)減薄效應(yīng)的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造工藝方法，即先通過熔化方法將實(shí)現(xiàn)鋪好的納米粉末熔化在工件連接區(qū)表面，然后通過攪拌摩擦連接的攪拌頭連接，最后利用上下兩個清除表面刀具清除上下兩面多余的材料，從而獲得兩面未減薄且平整、光滑的表面。同時，兩個清除表面刀具還起到變形矯正作用，大大提高了連接區(qū)的性能。
【背景技術(shù)】
[0002]薄板鋁合金(如I毫米以下)攪拌摩擦連接遇到的問題很多，其中之一就是減薄效應(yīng)，本身連接板材就很薄，而連接過程又出現(xiàn)減薄，這在一定程度上大大削弱了其使用性能。目前國內(nèi)外關(guān)于薄板攪拌摩擦連接區(qū)減薄問題研究較少，鮮見相關(guān)報刊和論文發(fā)表。本發(fā)明基于上述原因，從攪拌摩擦連接工藝源頭出發(fā)，設(shè)計出一種適合抑制薄板攪拌摩擦連接減薄的新工藝，這大大促進(jìn)了攪拌摩擦連接技術(shù)的應(yīng)用。因此，本發(fā)明具有重要應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對Imm及以下鋁合金板材攪拌摩擦連接區(qū)易出現(xiàn)減薄現(xiàn)象的問題，發(fā)明一種能保證薄板攪拌摩擦連接區(qū)的性能的攪拌摩擦焊方法，同時提供一種相應(yīng)的焊接裝置。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案之一:
一種防止薄板鋁合金攪拌摩擦連接區(qū)連接過程中出現(xiàn)減薄效應(yīng)的方法，
其特征是它包括以下步驟:
首先，在工作臺上將兩塊待連接的工件平鋪好，找平位置；
其次，在連接區(qū)部位的一面鋪上先前配置好的與工件成份相同的納米粉末并通過固化物質(zhì)固化在連接區(qū)，固化后再在共表面用錫紙封層；然后按相同的方法在工件的另一面表面鋪上納米粉末，用錫紙封層；
第三，將前述準(zhǔn)備好的工件放在由兩塊板材拼連而成的連接用工作臺3上，先使工作臺3打開一條縫隙以便能通過分別用于對工件兩面上的納米粉末層進(jìn)行加熱熔化的上瞬時加熱裝置I和下瞬時加熱裝置2，將工件放在工作臺3正中間，然后將上瞬時加熱裝置I和下瞬時加熱裝置2通電產(chǎn)生熱量熔化錫紙底下的納米粉末，保證納米粉末與兩塊工件粘結(jié)在一起；然后合并工作臺3，調(diào)整好工件位置，利用攪拌頭4攪拌連接區(qū)域形成工件間的連接；
最后，通過安裝在工作臺尾部的上下兩個清除表面刀具5對連接區(qū)存在的多余納米熔化粉末和少量的飛邊物質(zhì)進(jìn)行切除，保證連接區(qū)上下表面的平整和光滑。
[0005]所述的清除表面刀具5由刀片5-1和刀柄5-2組成，刀片5_1形狀為月牙形，以便更快更迅速切除多余物質(zhì)，刀片5-1可以向外和向內(nèi)進(jìn)行水平調(diào)節(jié)，便于切削不同寬度的連接區(qū)多余物質(zhì)。
[0006]所述的工件上下兩面鋪設(shè)的納米粉末層的厚度在0.05-0.07mm之間。
[0007]所述的納米粉末添加有能增強(qiáng)性能的稀土元素，稀土元素的質(zhì)量占比為0.05~1%。
[0008]所述的稀土元素為銥或鉭。
[0009]所述的上瞬時加熱裝置I和下瞬時加熱裝置2瞬時加熱溫度為650~750°C。
[0010]所述的清除表面刀具5只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動由工作臺進(jìn)行；同時上下兩個清除表面刀具5旋轉(zhuǎn)方向一致。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案之二是:
一種防止薄板鋁合金攪拌摩擦連接區(qū)連接過程中出現(xiàn)減薄效應(yīng)的裝置，其特征是它包括:
一工作臺3，該工作臺3由能開合的兩臺面組成，兩片臺面在進(jìn)行連接前能在操作機(jī)構(gòu)控制下打開以便供用于對工件上下表面的納米粉末層進(jìn)行加以熔化的上瞬時加熱裝置I和下瞬時加熱裝置2通過；
一加熱裝置，該加熱裝置用于對預(yù)先固化在工件連接處兩面上的納米粉末層進(jìn)行加熱固化，它由上瞬時加熱裝置I和下瞬時加熱裝置2組成，加熱裝置的溫度可控；
一摩擦焊攪拌頭4，該摩擦焊接攪拌頭在操縱機(jī)構(gòu)的控制下沿需連接工件的接縫處邊轉(zhuǎn)動并移動，最終完成兩工作的攪拌摩擦焊接；
一清除表面刀具5，該清除表面刀具5用于對連接結(jié)束的工件上下表面多余的納米粉末及飛邊進(jìn)行清理以保證接縫的光整。
[0012]所述的清除表面刀具5由刀片5-1和刀柄5-2組成，刀片5_1形狀為月牙形，以便更快更迅速切除多余物質(zhì)，刀片5-1可以向外和向內(nèi)進(jìn)行水平調(diào)節(jié)，便于切削不同寬度的連接區(qū)多余物質(zhì)。
[0013]本發(fā)明的有效結(jié)果:
本發(fā)明可以很好的抑制1_以下板材攪拌摩擦連接減薄現(xiàn)象發(fā)生，從根本上解決了薄板連接區(qū)性能降低問題，大大促進(jìn)了攪拌摩擦連接技術(shù)的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0014]圖1本發(fā)明工件上鋪納米粉末和錫紙示意圖。
[0015]圖2本發(fā)明上下瞬時加熱示意圖。
[0016]圖3本發(fā)明攪拌摩擦連接及其表面清除結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4本發(fā)明清除表面刀具結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0019]實(shí)施例一。
[0020]如圖2和圖3所示。
[0021]—種防止薄板鋁合金攪拌摩擦連接區(qū)連接過程中出現(xiàn)減薄效應(yīng)的連接方法，其具體應(yīng)用到的裝置有上瞬時加熱裝置I和下瞬時加熱裝置2、工作臺3、攪拌頭4和清除表面刀具5，清除表面刀具5在工件上下表面各一個，共2個。
[0022]如圖1、圖2和圖3所示，連接的具體步驟如下:
先在工作臺上將兩塊工件平鋪好，找平位置，然后在連接區(qū)部位鋪上先前配置好的納米粉末并通過固化物質(zhì)(可采用膠水)固化在連接區(qū)，然后表面用錫紙6封層；然后翻過工件7表面，按上述相同的方法，在翻過的表面鋪上納米粉末，然后用錫紙封層，如圖1。作臺3是由兩塊板材拼連而成，此時，需打開工作臺3 —條縫隙能通過圖2所示的上瞬時加熱裝置I和下瞬時加熱裝置2，將工件放在工作臺3正中間，然后將上瞬時加熱裝置I和下瞬時加熱裝置2通電產(chǎn)生熱量熔化錫紙底下的納米粉末，保證納米粉末與兩塊工件粘結(jié)在一起。然后合并工作臺3，調(diào)整好工件位置，利用攪拌頭4攪拌連接區(qū)域形成工件間的連接。由于連接區(qū)存在多余納米熔化粉末和少量的飛邊物質(zhì)，此時通過安裝在工作臺尾部的上下兩個清除表面刀具5對