[发明专利]使用搅拌摩擦焊接来边缘对边缘地组装两个面板的方法

说明书

本发明涉及一种用于在支承结构(10)上将第一片材金属面板(17)边缘对边缘地焊接到第二片材金属面板(19)的方法，此方法包括：‑将所述第一面板(17)定位和固定到所述支承结构(10)的步骤；‑将所述第二面板(19)定位和固定到所述支承结构(10)的步骤，其中所述第二面板(19)与所述第一面板(17)的原始边缘(18)重叠；‑在所述重叠区域中共同切削所述第一面板(17)和所述第二面板(19)以便形成所述第一面板(17)的连接边缘和所述第二面板(19)的连接边缘的步骤；‑取出来自所述第一面板(17)的切削废料和来自所述第二面板(19)的切削废料的步骤；‑搅拌摩擦焊接所述连接边缘的步骤。

技术领域

本发明涉及边缘对边缘地焊接以便一起形成限定飞行器机身蒙皮的大致圆柱形回转形状的金属面板的组装。

背景技术

如图1所表示的，飞行器机身1包括框架2，即沿纵向轴线AX彼此间隔开的环形结构元件，这些环形结构元件支承由铝等制成的、形成这个机身1的蒙皮的大致矩形的面板3至6。未表示出的加强件纵向地延伸，每个加强件将两个相继的框架相互链接。

每个面板具有固定到两个框架上的两个相对的边缘，并且具有其固定到两个加强件或纵梁上的另外两个相对的边缘，使得各个面板边缘对边缘地定位，以便形成机身的蒙皮。

在这种背景下，设想的是通过产生搅拌摩擦焊缝来边缘对边缘地连接这些面板。搅拌摩擦焊接使得可以通过限制温度的上升来产生边缘对边缘的焊接，使得不会降低焊缝处组装的机械强度。相反地，当形成焊缝时，其他焊接方法导致显著的温度升高，这使得材料在焊缝处变脆。

在实践中，搅拌摩擦焊接使用在其基部具有轴肩的旋转针，并且这个旋转针在边缘对边缘地定位的面板接合处被引入。通过由针抵靠面板材料的摩擦产生的加热导致的物质的局部软化而使这种引入成为可能。针周围物质的糊状状态然后使得针可以沿着接合处移动，并且针的旋转搅动糊状物质，形成焊缝而不添加物质。

然而，考虑到焊缝是在不添加物质的情况下形成的，实施搅拌摩擦焊接是受限制的，因为这要求待焊接的边缘毗连或以极小的最大间隙(在面板厚度的10％和15％之间)彼此间隔开。最大间隙通常具有十分之一到十分之几毫米的数量级。

在实践中，第一面板和第二面板上待连接的边缘首先被预先机加工，然后将这些面板放置在支承结构上，其中这些面板的原始边缘彼此面对并且将这些面板锁定在这个结构上。当这些面板具有大的尺寸时，其在该结构上的锁定使它们在几何形状方面变形，使得这些面板的边缘背离彼此移动，达到在整个长度上不再观察到最大可允许间隙的程度。

因此，为了形成两个连接边缘，利用其直径必须大于最大允许间隙的铣刀在两个原始边缘之间实行铣削加工。然后，使这些面板中的一个面板在该结构上靠近另一个面板，以便在整个长度上将连接边缘抵靠彼此定位，使得然后可以实施焊缝的搅拌摩擦形成。

使得能够铣削就位的原始边缘以形成连接边缘然后移动这些面板中的一个面板以便使连接边缘回到抵靠彼此的装置需要由复杂的控制系统(以品牌名MUVAX出售)驱动的机械设备。

在实践中，这种解决方案还涉及大量的操纵、定位和夹紧操作，这使得其实施特别时间长且成本高。

在任何情况下，使用搅拌摩擦焊接方法进行的大尺寸面板的边缘对边缘的组装都涉及大量操作，以便获得待焊接的两个连接边缘的令人满意的几何顺应性。

本发明的目的是提供一种用于使用搅拌摩擦焊接方法来促进两个面板的边缘对边缘的组装的解决方案。

发明内容

为此，本发明的主题是一种用于将第一片材金属面板边缘对边缘地焊接到第二片材金属面板的方法，此方法包括：

-定位所述第一面板的步骤；

-定位所述第二面板的步骤，其中所述第二面板与所述第一面板的原始边缘重叠；