[发明专利]钢对接的感应加热-搅拌摩擦复合焊接方法及装置

权利要求书

1.一种钢对接的感应加热-搅拌摩擦复合焊接方法，其特征在于：

用于搅拌摩擦焊的搅拌头的焊接方向上，设置有用于对待焊工件感应加热的感应加热装置，所述的感应加热装置通过连接装置固定于搅拌头所在的焊接臂上，使搅拌头和感应加热装置在焊接过程中同步焊接移动；

焊接进行中，感应加热装置产生的热量在搅拌头前方的预热区对待焊工件进行充分预热，高速旋转的搅拌头沿待焊工件的对接面压入；

当搅拌头的轴肩与待焊工件紧密接触后，搅拌头沿对接面向前移动实现焊接，搅拌头的摩擦热与感应加热产生的辅助热共同作用促使焊接区域发生塑化，并最终形成致密的焊缝；

用于所述焊接方法的钢对接的感应加热-搅拌摩擦复合焊接装置，包括设置于焊接臂上的搅拌头和感应加热装置；

所述的感应加热装置设置于搅拌头焊接移动方向的前端，使搅拌头紧贴待焊工件焊接时，感应加热装置同待焊工件上表面具有间隙；

所述的连接装置包括悬臂、导轨、摆臂和连接段；

所述的摆臂包括通过转轴连接的上摆动段和下摆动段；

所述悬臂固定于焊接臂上水平设置，摆臂的上摆动段同悬臂上的导轨滑动连接，下摆动段通过转轴连接有连接段，连接段的另一端同感应加热装置连接；

焊接臂上设置有用于驱动搅拌头转动的电机。

2.根据权利要求1所述的钢对接的感应加热-搅拌摩擦复合焊接方法，其特征在于：

所述的感应加热装置的底部表面同待焊钢板的上表面平行，并且感应加热装置底面同待焊钢板上表面的间距为α，2mm≤α≤10mm。

3.根据权利要求1所述的钢对接的感应加热-搅拌摩擦复合焊接方法，其特征在于：

所述感应加热装置和搅拌头之间的距离为β，5mm≤β≤25mm，使待焊钢板的温度在焊接之前为γ，200℃≤γ≤600℃。

4.根据权利要求1所述的钢对接的感应加热-搅拌摩擦复合焊接方法，其特征在于：

所述搅拌头的转速为300r/min～800r/min，焊接速度为50mm/min～120mm/min，轴肩下压量为0.1mm～0.3mm。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的钢对接的感应加热-搅拌摩擦复合焊接方法，其特征在于：

所述的感应加热装置采用双线圈水冷感应器，电流频率为8kHz。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的钢对接的感应加热-搅拌摩擦复合焊接方法，其特征在于：

所述待焊工件底部铺设有阻热垫，所述阻热垫的阻热材料为隔热温度在1200℃的气凝胶。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的钢对接的感应加热-搅拌摩擦复合焊接方法，其特征在于：

所述搅拌头为陶瓷基复合材料或高温合金材料；

所述待焊工件为普通碳钢或低合金钢材料；待焊钢板的厚度在1mm～10mm之间。