《攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線消除方法》是上海航天設備製造總廠於2008年11月18日申請的發明專利，該專利的申請號為2008102028561，公布號為CN101733542A，公布日為2010年6月16日，發明人是姚君山、康志明、賈洪德、劉傑、徐萌，該專利涉及攪拌摩擦焊接。
《攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線消除方法》包括步驟：1.製作墊片，墊片的材料及熱處理狀態與待焊工件一致；2.裝配墊片，將墊片安裝在待焊工件與背部剛性墊板中間；3.焊前準備，攪拌工具與主軸中心的夾角為0～3°；4.正式焊接；5.焊接結束後，去除墊片，打磨焊縫背面與基體齊平。該發明可消除攪拌焊接中常出現的未焊透、根部弱連線缺陷，取得提高焊接質量，加強焊接過程穩定性等有益效果。該發明適用於空間任意形狀對接型攪拌摩擦焊接。
2014年11月6日，《攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線消除方法》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線消除方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線消除方法
- 公布號：CN101733542A
- 公布日：2010年6月16日
- 申請號：2008102028561
- 申請日：2008年11月18日
- 申請人：上海航天設備製造總廠
- 地址：上海市閔行華寧路100號
- 發明人：姚君山、康志明、賈洪德、劉傑、徐萌
- 分類號：B23K20/12（2006.01）I、B23K20/24（2006.01）I
- 代理機構：上海航天局專利中心
- 類別：發明專利
- 代理人：金家山
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2008年11月前，攪拌摩擦焊技術已經成功地套用在軍工類的各種產品上，從美國的delta系列火箭燃料貯箱，太空梭外貯箱，歐盟的阿里安火箭發動機架，日本的H-2A火箭貯箱，至中國的CZ-5E火箭推進劑貯箱，均取得優異的成績。
根據有關文獻記載，對攪拌摩擦焊技術專利的申請已經遍布其各個方面，例1：專利號ZL200520005493.4，一種平面二維焊縫攪拌摩擦焊主軸頭，是針對攪拌摩擦焊設備，提供一種新型的主軸頭結構，利用該發明，可任意調節主軸傾角，滿足平面二維焊接需要。例2：專利號ZL200520050618.5，一種用於低熔點合金厚板焊接的強力攪拌焊頭，設計一種新型攪拌工具，攪拌工具為分離式，並增加隔熱墊，利用該發明，解決厚板攪拌焊中下層金屬溫度偏低，金屬流量大，易產生飛邊和孔洞等缺陷，保證焊接質量。例3：專利號US2003071107，一種用於超塑性成型結構件的攪拌摩擦焊接方法，該結構件由兩部分組成，結構複雜，易變形，該發明提供一種攪拌摩擦焊接方法，包括焊接順序，工藝特點，解決該特殊結構的焊接。
但是，上述專利文選都沒有提到如何解決攪拌摩擦焊接技術套用至今存在的特有焊接缺陷的方法，其中最為突出的是未焊透，根部弱連線，這兩種缺陷的存在極大的影響接頭質量和生產效率，經常需要局部返修，嚴重的導致產品報廢，整體重新焊接。因此，需要提供一種新的焊接工藝，改變傳統的工藝，解決這兩種缺陷，保證焊接質量。
2008年11月前沒有發現針對未焊透、根部弱連線這兩種缺陷的解決辦法，也尚未收集到中國國內外類似的資料。
發明內容
專利目的
為了解決傳統的攪拌摩擦焊接工藝經常存在未焊透，根部弱連線的缺陷，《攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線消除方法》的目的在於提供一種攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線的消除方法，利用該發明的方法，可有效解決接頭的未焊透，根部弱連線缺陷，保證焊接的質量。
技術方案
《攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線消除方法》包括如下步驟：
步驟一、製作墊片，墊片的材料及熱處理狀態與待焊工件一致；
步驟二、裝配墊片，將墊片安裝在待焊工件與背部剛性墊板中間，與待焊工件、背部剛性墊板之間無間隙，並對準焊縫中心；
步驟三、焊前準備，攪拌工具完全扎透工件的焊接厚度，攪拌工具對準焊縫中心，攪拌工具與主軸中心的夾角為0～3°；
步驟四、正式焊接，可以是恆位置手動控制方式，或者是恆位置程式控制方式；
步驟五、焊接結束後，去除墊片，打磨焊縫背面與基體齊平。
上述步驟一所述墊片的厚度為0.5毫米～1.0毫米，其長度完全覆蓋實際焊接長度，其寬度略大於攪拌工具的軸肩直徑，為5毫米～10毫米。
改善效果
該發明一種攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線的消除方法，由於採取上述焊接工藝，不僅未焊透、根部弱連線缺陷可徹底去除，而且增強焊接過程穩定性，防止出現由於焊接厚度微差和裝配階差而導致的過程波動。該工藝裝配過程和焊接過程簡單，適合各種空間曲線焊接，尤其滿足複雜形狀的焊縫。因此，該發明取得了提高焊接質量，加強焊接過程穩定性等有益效果。該發明適用於空間任意形狀對接型攪拌摩擦焊接。
附圖說明
附圖為該發明攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線的消除方法的操作示意圖。
附圖示記：1-攪拌焊接工具、2-待焊工件、3-墊片、4-背部剛性墊板、5-焊縫中心、6-主軸中心。
附圖
權利要求
1.《攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線消除方法》其特徵在於，該方法包括如下步驟：
步驟一、製作墊片，墊片的材料及熱處理狀態與待焊工件一致；
步驟二、裝配墊片，將墊片安裝在待焊工件與背部剛性墊板中間，與待焊工件、背部剛性墊板之間無間隙，並對準焊縫中心；
步驟三、焊前準備，攪拌工具完全扎透工件的焊接厚度，攪拌工具對準焊縫中心，攪拌工具與主軸中心的夾角為0～3°；
步驟四、正式焊接，可以是恆位置手動控制方式，或者是恆位置程式控制方式；
步驟五、焊接結束後，去除墊片，打磨焊縫背面與基體齊平。
2.如權利要求1所述的焊接頭未焊透及根部弱連線的消除方法，其特徵在於：所述的步驟一、製作墊片，所述墊片的厚度為0.5毫米～1.0毫米，其長度完全覆蓋實際焊接長度，其寬度略大於攪拌工具的軸肩直徑，為5毫米～10毫米。
實施方式
附圖為該發明攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線的消除方法的操作示意圖，如附圖的實施例所示，在待焊工件2與背部剛性墊板4中間增加了一層與工件同等材料的墊片3，攪拌工具1完全扎透工件焊接厚度h，部分扎入薄墊片厚度h′，焊後去除墊片3，並打磨焊縫背面，保證焊縫與基體齊平。
該發明攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線的消除方法的具體實施方式包括如下的步驟：
步驟一、製作墊片3，材料及熱處理狀態與待焊工件2一致，其厚度在0.5毫米～1.0毫米，其長度完全覆蓋實際焊接長度，其寬度w略大於攪拌工具1的軸肩直徑D，5毫米～10毫米；
步驟二、裝配墊片3，保證與待焊工件2、背部剛性墊板4之間無間隙，並對準焊縫中心5；
步驟三、焊前準備，要求攪拌工具1完全扎透工件2的焊接厚度h，攪拌工具1對準焊縫中心5，攪拌工具1與主軸中心6的夾角A在0～3°；
步驟四、正式焊接，可以是恆位置手動控制方式，或恆位置程式控制方式；
步驟五、焊接結束後，去除墊片3，打磨焊縫背面，要求與基體齊平。
該發明攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線的消除方法，由於採取上述的焊接工藝，在待焊工件與背部剛性墊板中間增加了一個與待焊接工件材料相同的墊片，因此，消除了未焊透，根部弱連線等缺陷，而且增強了焊接過程穩定性，防止出現由於焊接厚度微差和裝配階差而導致的過程波動。該工藝裝配過程和焊接過程簡單，適合各種空間曲線焊接，尤其滿足複雜形狀的焊縫。
榮譽表彰
2014年11月6日，《攪拌摩擦焊接頭未焊透及根部弱連線消除方法》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
