【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于金屬焊接，具體涉及一種金屬復合板攪拌摩擦焊的方法。
技術介紹
1、攪拌摩擦焊是一種新型焊接技術，它利用高速旋轉的攪拌針與工件摩擦產生的熱量使被焊材料局部熔化，可焊接厚度在3-15mm。在焊接過程中，特定長度規格的攪拌針在高速旋轉下伸入焊縫中，由于高速旋轉的攪拌針會與工件摩擦生熱造成金屬軟化，從而使得攪拌針周圍的材料發生劇烈的塑性變形，當焊具沿著焊接界面向前移動時，被塑性化的材料在焊具的轉動摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的擠壓下形成致密的固相焊縫。攪拌摩擦焊的焊接接頭強度高，質量穩定可靠，并且在焊接過程中無需添加焊絲、焊劑等填充材料，也無需保護氣體，因此材料消耗少，成本低。攪拌摩擦焊適用于各種可焊性差的材料，如鋁合金、鎂合金、鈦合金等，且焊接接頭性能優良。由此從理論上及實際操作中，攪拌摩擦焊都是一種非常適用于復合板焊接的焊接技術，但是由于復合板成分復雜，以銅/鋁復合板焊接為例，由于銅和鋁在物理，化學和力學性能等方面差距較大，在焊接過程中容易產生氣孔，熱影響區等缺陷，另外在高速的攪拌針攪拌下還會形成銅鋁金屬間化合物，使得焊縫強度下降。
2、經過檢索，有現有技術中國專利cn108385101a一種攪拌摩擦焊焊縫在線冷噴涂防護與增強技術，公開了一種攪拌摩擦焊焊縫在線冷噴涂防護與增強技術。所述技術通過采用冷噴涂與攪拌摩擦焊在線復合的方法，達到了有效避免焊接減薄、改善現有冷噴涂層結合弱和脆性的目的，從而實現了焊縫表面防護及力學性能同時提升、高性能與輕量化結構并存的技術效果，進而開發出一種更適合攪拌摩擦焊
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，通過在復合板之間加入中間層，要求加入的中間層能夠與基板元素發生互溶，從而使得脆性結合層變薄，有利于提高接頭的焊接性能。中間層的加入主要通過金屬冷噴涂技術在焊接前將中間層噴涂在兩塊待焊接復合板的對接面上，該方式操作簡單便捷，沉積效率高。具體為一種銅/鋁金屬復合板攪拌摩擦焊的焊接方法，可選擇加入的中間層元素有鉺，鎳，鋅等，但考慮稀土元素較為珍貴，因此鋅為最佳選擇，同時鋅還可適用于鋁/鎂，鋁/鋼復合板的焊接中間層，這是本申請人經過研究后得到的研究結論。
2、為達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案是：
3、一種金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，包括以下步驟：
4、(1)對接面表面處理：將對接面清洗至表面無粉塵油污后進行打磨；
5、(2)冷噴涂中間層：利用冷噴涂將步驟(1)打磨完后的對接面上噴涂中間涂層；
6、(3)中間層打磨：待步驟(2)冷噴涂涂層冷卻后，進行表面打磨；
7、(4)金屬復合板固定：將待焊接的兩塊金屬復合板分別用夾具固定，將兩塊金屬復合板對接面貼合；
8、(5)焊接：對上述步驟的兩塊金屬復合板對接面采用攪拌摩擦焊進行焊接。
9、進一步說明，在步驟(1)和步驟(3)中，所述打磨是用砂紙或角磨機進行打磨；在步驟(1)中打磨是將對接面打磨至表面無肉眼可見的突起然后吹風機吹去表面打磨出的粉沫碎屑；在步驟(3)中打磨是將兩塊金屬復合板對接面上的噴涂中間層打磨至0.1mm，且表面平整光潔。
10、進一步說明，在步驟(1)中，所述對接面清洗是使用超聲波清洗儀進行清洗。
11、進一步說明，在步驟(2)中，所述冷噴涂在噴涂時，噴槍與對接面的角度應盡可能垂直，不得小于45°，若需要噴涂厚度大于噴涂設備涂層最大厚度時，在每層噴涂之前，要確保涂層充分干燥和固化。
12、進一步說明，在步驟(5)中，所述金屬復合板的厚度為5-15mm，所述攪拌摩擦焊的參數設置如下：轉速為：400-1200rpm，焊接速度10-60mm/min，軸肩下壓量為0.1-0.5mm。
13、進一步說明，在步驟(5)中，所述攪拌摩擦焊在完成參數設置后，攪拌針首先從一端起點開始下扎，根據之前設定的焊接深度，攪拌針會下扎到6.5-9.5mm的指定深度，軸間下壓至基材表面0.1mm處，與基材表面緊密接觸，并在起點處預熱停留4秒，待焊縫周邊的材料達到焊接的溫度及塑性狀態后攪拌針向前移動留下焊縫至邊緣處焊接完畢，抬起攪拌針，在焊縫處留下一個匙孔。
14、由于采用上述技術方案，本專利技術具有以下有益效果：
15、本專利技術通過在復合板之間加入中間層，要求加入的中間層能夠與基板元素發生互溶，從而使得脆性結合層變薄，有利于提高接頭的焊接性能。中間層的加入主要通過金屬冷噴涂技術在焊接前將中間層噴涂在兩塊待焊接復合板的對接面上，該方式操作簡單便捷，沉積效率高。具體為一種銅/鋁金屬復合板攪拌摩擦焊的焊接方法，可選擇加入的中間層元素有鉺，鎳，鋅等，但考慮稀土元素較為珍貴，因此鋅為最佳選擇，同時鋅還可適用于鋁/鎂，鋁/鋼復合板的焊接中間層，這是本申請人經過研究后得到的研究結論。
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1.一種金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，其特征在于：在步驟(1)和步驟(3)中，所述打磨是用砂紙或角磨機進行打磨；在步驟(1)中打磨是將對接面打磨至表面無肉眼可見的突起然后吹風機吹去表面打磨出的粉沫碎屑；在步驟(3)中打磨是將兩塊金屬復合板對接面上的噴涂中間層打磨至0.1mm，且表面平整光潔。
3.根據權利要求1所述的金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，其特征在于：在步驟(1)中，所述對接面清洗是使用超聲波清洗儀進行清洗。
4.根據權利要求1所述的金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，其特征在于：在步驟(2)中，所述冷噴涂在噴涂時，噴槍與對接面的角度應盡可能垂直，不得小于45°，若需要噴涂厚度大于噴涂設備涂層最大厚度時，在每層噴涂之前，要確保涂層充分干燥和固化。
5.根據權利要求1所述的金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，其特征在于：在步驟(5)中，所述金屬復合板的厚度為5-15mm，所述攪拌摩擦焊的參數設置如下：轉速為：400-1200rpm，焊接速度10-60mm/min，軸肩下
6.根據權利要求1所述的金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，其特征在于：在步驟(5)中，所述攪拌摩擦焊在完成參數設置后，攪拌針首先從一端起點開始下扎，根據之前設定的焊接深度，攪拌針會下扎到6.5-9.5mm的指定深度，軸間下壓至基材表面0.1mm處，與基材表面緊密接觸，并在起點處預熱停留4秒，待焊縫周邊的材料達到焊接的溫度及塑性狀態后攪拌針向前移動留下焊縫至邊緣處焊接完畢，抬起攪拌針，在焊縫處留下一個匙孔。
...【技術特征摘要】
1.一種金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，其特征在于：在步驟(1)和步驟(3)中，所述打磨是用砂紙或角磨機進行打磨；在步驟(1)中打磨是將對接面打磨至表面無肉眼可見的突起然后吹風機吹去表面打磨出的粉沫碎屑；在步驟(3)中打磨是將兩塊金屬復合板對接面上的噴涂中間層打磨至0.1mm，且表面平整光潔。
3.根據權利要求1所述的金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，其特征在于：在步驟(1)中，所述對接面清洗是使用超聲波清洗儀進行清洗。
4.根據權利要求1所述的金屬復合板攪拌摩擦焊的方法，其特征在于：在步驟(2)中，所述冷噴涂在噴涂時，噴槍與對接面的角度應盡可能垂直，不得小于45°，若需要噴涂厚度大于噴涂設備涂層最大厚度...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉嘉庚，何文煥，王鳳，楊皓文，
申請(專利權)人：南寧桂電電子科技研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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