[发明专利]一种实现异种材料连接的差厚法搅拌摩擦焊接工艺

权利要求书

1.一种实现异种材料连接的差厚法搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于：该工艺用于低熔点金属和高硬度/高熔点材料之间的对接焊接，工艺过程为：将低熔点金属母材与高硬度/高熔点材料母材对接固定，低熔点金属母材的厚度大于高硬度/高熔点材料母材厚度，将搅拌针完全偏置在低熔点材料一侧，以较高热输入的搅拌摩擦焊接参数进行焊接，得到性能优异的异种材料搅拌摩擦焊接接头。

2.按照权利要求1所述的实现异种材料连接的差厚法搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于：该工艺具体包括以下步骤：

(1)将两种材料的焊接表面先机械打磨，然后再用酒精或丙酮清洗干净；

(2)将高硬度/高熔点材料母材放置于前进侧，所述前进侧是指焊接方向与工具旋转方向一致的一侧，对焊接材料进行装夹；

(3)选用合适尺寸的焊接工具，将搅拌针完全偏置在低熔点材料一侧，选用较高的热输入参数进行搅拌摩擦焊；

(4)焊接完成后对较厚的低熔点材料进行铣削加工处理，使两种材料厚度保持一致。

3.按照权利要求1所述的实现异种材料连接的差厚法搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于：所用两种被焊母材的厚度差Δt为0.2～1毫米，搅拌针边缘到高硬度/高熔点材料母材的距离l为0～0.3毫米。

4.按照权利要求3所述的实现异种材料连接的差厚法搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于：对于板厚3毫米以下的薄板母材和10毫米以上的厚板母材，两种被焊母材的厚度差Δt为0.2～0.4毫米；对于板厚为3～10毫米的中厚板母材，两种被焊母材的厚度差Δt为0.4～1毫米。

5.按照权利要求1所述的实现异种材料连接的差厚法搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于：焊接工具材料选用低成本的普通工具钢H13或M42等，搅拌针为柱形螺纹针，搅拌针直径为高硬度/高熔点材料母材板厚的0.8-1.5倍。

6.按照权利要求1所述的实现异种材料连接的差厚法搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于：所述搅拌摩擦焊接参数为：焊接工具转速800～2000转/分钟，行进速度50～200毫米/分钟，焊接工具轴肩压下量δ为0.1-0.8毫米，所述轴肩压下量δ是指焊接工具轴肩压入低熔点材料母材的深度。

7.按照权利要求1所述的增强接头力学性能的搅拌摩擦焊接工艺，其特征在于：所述低熔点金属为铝、铝合金、镁或镁合金，所述高硬度/高熔点材料为钢、钛合金、铜合金、非晶或陶瓷材料。