[发明专利]一种适用于颗粒增强铝基复合材料连接的超声辅助半固态搅拌摩擦焊接方法

摘要

一种基于搅拌工具旋转且振动的适用于颗粒增强铝基复合材料连接的超声辅助半固态搅拌摩擦焊工艺法，解决了现有常规搅拌摩擦焊技术在连接颗粒增强铝基复合材料时存在搅拌工具磨损严重且搅拌工具的制造成本高等问题。将焊件A和焊件B对接装夹在工作台上；搅拌工具的搅拌针以1000～5000rpm的转速扎入待焊部位，搅拌工具的固定轴肩不旋转且不扎入工件，保持固定轴肩的下端面与工件上边面紧密贴合；超声换能器的超声波通过与超声变幅杆相联的搅拌针直接传递到待焊接区内部；当搅拌工具达到设定的下扎深度时，搅拌工具以50～1000mm/min的速度沿着焊缝方向移动。本发明有效的将超声波传递到待焊接部分，不仅细化了搅拌区的晶粒还可大大降低搅拌针的磨损。

主权项

一种适用于颗粒增强铝基复合材料连接的超声辅助半固态搅拌摩擦焊接方法，具体采用以下步骤：步骤一、将焊件A和焊件B对接放置且位于同一水平面上，并用夹具装夹在工作台上；步骤二、组成搅拌工具的搅拌针呈锯齿状，其最大直径大于1.5倍工件厚度且锥角小于5°，搅拌针以1000～5000rpm的转速扎入待焊部位；组成搅拌工具的轴肩固定，且轴肩直径大于2倍的工件厚度；超声换能器的超声波通过与超声变幅杆相联的搅拌针直接传递到待焊接区内部，超声波的参数如下：频率为16～60K以及振幅为20～50μm；搅拌工具扎入速度为1～4mm/min，搅拌针扎入工件深度比工件厚度小0.1～0.3mm，轴肩不扎入工件，保持轴肩端面与工件上表面紧密贴合；步骤三、当搅拌工具达到设定的下扎深度时，搅拌针停止下扎且继续旋转1～5分钟；然后，搅拌工具以50～1000mm/min的速度沿着焊件A与焊件B的对接面水平方向移动，直到焊接完成为止。