[发明专利]摩擦形变触发自蔓延辅助铝/钢搅拌摩擦搭接方法

摘要

摩擦形变触发自蔓延辅助铝/钢搅拌摩擦搭接方法，以解决现有轻铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接时，搅拌针扎入钢板导致焊具磨损严重的问题，方法一、在钢板1上搭接部分的中心线处开设方形槽；二、将待焊钢板和铝板的接触表面及周围清理干净；三、采用有机溶剂擦拭钢板和铝板的表面；四、将方形槽中均匀填满混合物；五、铝板在上、钢板在下的搭接形式组合并装卡；六、对钢板与铝板进行搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩与铝板摩擦及铝板塑性变形产生的热量传导至混合物处，引燃火药并触发铝末和Fe2O3发生铝热反应，火药燃烧及铝热反应从一端迅速蔓延至另一端，使钢板软化，铝热反应产物中Fe下沉至方形槽的槽底与钢结合。本发明用于异种材料搅拌摩擦搭接。

主权项

一种摩擦形变触发自蔓延辅助铝/钢搅拌摩擦搭接方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一、确定钢板(1)和铝板(2)接头的搭接面积，在钢板(1)上搭接部分的中心线处开设方形槽(1‑1)；步骤二、将待焊钢板(1)和铝板(2)的接触表面及周围20mm～30mm范围内清理干净；步骤三、采用有机溶剂擦拭机械处理过的钢板(1)和铝板(2)的表面；步骤四、将方形槽(1‑1)中均匀填满一定比例的粉状Fe2O3、铝末及粉状火药的混合物(3)；步骤五、将处理好的钢板(1)和铝板(2)按照铝板(2)在上、钢板(1)在下的搭接形式组合，并装卡固定好；步骤六、对钢板(1)与铝板(2)进行搅拌摩擦焊：选取适当的焊接参数进行搅拌摩擦焊，焊接过程中，使搅拌针(4)的端部始终保持在方形槽(1‑1)上表面以下深度，搅拌头(5)的轴肩与铝板(2)摩擦及铝板(2)塑性变形产生的热量传导至混合物(3)处，引燃火药并触发铝末和Fe2O3发生铝热反应，火药燃烧及铝热反应从一端迅速蔓延至另一端，使得钢板(1)软化，铝热反应产物中的Fe下沉至方形槽(1‑1)的槽底与钢结合，随着搅拌头(5)向前行进，在热机耦合作用下，铝板(2)材料处于微熔状态，向下流动填充空隙并与钢板(1)结合，从而获得铝/钢搅拌摩擦搭接接头。