[发明专利]用于填充焊接结束部位的孔或修复焊接缺陷的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于实现对影响焊接的缺陷的修复的方法，其包括以下步骤：将填充金属板(33)放置在已焊接部件(17)的表面上的与缺陷区域相对的位置；然后，在缺陷区域处，利用包括可收缩焊针(31)的搅拌摩擦焊接装置(30)将所述板(33)局部地焊接到已焊接部件(17)；然后，分离已焊接部件(17)与板(33)，使得与已焊接部件(17)金属混合的填充金属(35)保留在原处。局部焊接的步骤包括以下连续操作：使具有可收缩焊针的工具(30)旋转(34)且对其加压，将焊针(31)插入距砧座(14)很短的距离同时保持或加重轴肩(32)上的压力，逐步撤出焊针(31)同时保持或加重轴肩(32)上的压力，以及当焊针撤出时停止轴肩的压力保持。

技术领域

本发明涉及通过搅拌摩擦FSW(Friction Stir Welding)技术进行焊接的一般领域。FSW技术越来越多地用于金属结构的焊接且具体地用于铝合金结构。

本发明具体地处理通过这样的技术实现的且具有缺陷的焊接的修复问题，以及会在焊接终止区域出现的缺陷的修整问题。

背景技术

在常规的FSW焊接中，在焊接线的端部，工具会在材料中留下通常由与焊针的几何形状相同的孔所构成的印痕，这构成必须要修复的严重缺陷。

在FSW焊接中，可以使用不同类型的工具：

–常规工具和双轴肩工具(bobbin-tool)，其在焊接结束部位留下孔。

–具有可收缩焊针的工具，其可以通过在距焊接结束部位很远的距离处操作焊针的逐步收缩来避免在焊接结束部位形成孔。由本申请人提交且以FR 2900082公开的法国专利申请特别描述了实现这样的工具的方法。

利用常规工具或双轴肩工具(bobbin-tools)所实现的焊接由于之前提到的焊接线结束部位的印痕的出现而遭受损失，该印痕通常需要在要焊接的部件上预留出保护区域，在该区域内焊接线终止且该区域旨在被去除以使得组装部件具有限定的尺寸和形状。这样的焊接方法因此导致对焊接部件执行重新加工且必然导致废料的产生，这会造成组装成本增加。

另外，沿着焊接线出现的焊接缺陷的修复并不容易实现，使得有时不得不将某些没有能够执行满意的修整的组件报废。

利用可收缩焊针所实现的焊接本身展现出更加精细的特性。所使用的工具特别应具有近乎圆柱形的几何形状的焊针。焊接操作还包括在焊接线结束部位的焊针的逐步收缩操作，所实现的工具在其设计上必然更加复杂且同样更加脆弱。

还应当注意的是，沿着焊接线的焊接缺陷、孔或裂痕的修复必然导致在修复区域内形成材料分层。

在更具体地涉及在焊接线的某些点处所执行的不良焊接的修复或重复进行焊接的情况下，无论所使用的焊接方法如何，还已知使用摩擦塞焊接(Friction plug welding)法，其主要包括在缺陷处导入填充材料以形成塞且通过摩擦将该材料焊接到已组装的部件。该技术一方面需要拆卸焊接工具，另一方面需要焊缝两面的重新加工(修整)。另外，需要布置能够实现这样的方法的特定装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决方案，在通过借助于例如单轴肩或双轴肩的常规工具进行搅拌摩擦来实现焊接的情况下，该解决方案特别地能够解决在焊接线结束部位出现印痕(凹陷、孔)的问题。

本发明的另一目的在于提供一种解决方案，在相同背景下，该解决方案特别地能够实现对沿焊接线具有缺陷的焊接的修整或修复，这些缺陷可以是由于缺陷去除或工具破裂所造成的孔。

本发明的另一目的在于提供一种解决方案，在相同背景下，该解决方案特别地能够闭合环状或圆周焊接。

为此，本发明的目的在于一种用于使孔闭合或用于借助于具有可收缩焊针的工具和附加材料填充来修复焊接的方法。