專利名稱：異種金屬板材的半固態(tài)超塑性連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接方法，特別是異種金屬板材的半固態(tài)超塑性連接方法。
背景技術(shù)：
公知的兩種不同材質(zhì)的金屬板的連接用普通熔焊方法十分困難，因此多用鉚接或螺釘連接，這種連接除了會增加結(jié)構(gòu)重量外，還會對連接強(qiáng)度和使用性能產(chǎn)生不良影響。特別是在一些不僅有連接強(qiáng)度要求而且還有氣密性要求，彎曲強(qiáng)度要求高的工作場合，這種影響會更大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)連接兩種不同材質(zhì)的金屬板材的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種異種金屬板材的半固態(tài)超塑性連接方法，可以減輕鉚接或螺釘連接的重量，對連接強(qiáng)度和使用性能沒有不良影響，而且可以適應(yīng)有氣密性要求和彎曲強(qiáng)度要求高的工作場合。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是將兩種不同材質(zhì)的金屬板材需要連接的一邊對齊，用壓板固定在摩擦焊機(jī)的工作臺上，將攪拌頭3固定在旋轉(zhuǎn)夾具里，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1000～2000轉(zhuǎn)/min、攪拌頭3位移速度為35～90mm/min、焊接壓力為100～300Kgf，啟動摩擦焊機(jī)，金屬板材的焊縫處在攪拌頭3的作用下出現(xiàn)半固態(tài)超塑性行為，實(shí)現(xiàn)牢固連接。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于由于采用攪拌摩擦焊接方法，使攪拌頭在一定轉(zhuǎn)速，如1000～2000轉(zhuǎn)/min、一定的位移速度，如35～90mm/min和一定焊接壓力，如100～300Kgf的作用下，使兩種不同材質(zhì)的金屬板在攪拌頭的投影范圍內(nèi)產(chǎn)生充分的塑性變形，攪拌區(qū)達(dá)到半固態(tài)超塑性狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)牢固的連接。該發(fā)明方法簡單、效率高、連接可靠；接頭的連接強(qiáng)度可達(dá)到或超過母材的強(qiáng)度。而且即使彎曲近180°也未發(fā)現(xiàn)裂紋。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的示意2是實(shí)施例黃銅板與紫銅板接頭的正面照片圖3是實(shí)施例黃銅板與紫銅板接頭的背面照片圖4是實(shí)施例黃銅板與紫銅板接頭的拉伸試樣照片圖5是實(shí)施例黃銅板與紫銅板接頭的彎曲試樣照片圖中1-A金屬板 2-B金屬板 3-攪拌頭 4-連接面
具體實(shí)施例方式
攪拌摩擦焊(FSW)是近幾年發(fā)展起來的新型摩擦焊接技術(shù)，它不僅具有傳統(tǒng)摩擦焊接的優(yōu)點(diǎn)，而且突破了傳統(tǒng)摩擦焊接只能焊接軸類零件的限制，可以焊接直焊縫，實(shí)現(xiàn)多種接頭形式，不同位置的焊接。該發(fā)明就是用攪拌摩擦焊接方法來實(shí)現(xiàn)異種金屬板材的半固態(tài)超塑性連接。
下面，就利用攪拌摩擦焊接方法實(shí)現(xiàn)異種金屬板材的半固態(tài)超塑性連接予以詳細(xì)說明。以黃銅板H62與紫銅板T2的連接為例，將A金屬板1用紫銅板替換，B金屬板2用黃銅板替換，兩塊金屬板需要連接的一邊對齊，形成連接面4，并用壓板固定在摩擦焊機(jī)的工作臺上，將攪拌頭3固定在旋轉(zhuǎn)夾具里，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/min、攪拌頭3移動速度為35mm/min、焊接壓力為100Kgf，啟動摩擦焊機(jī)，使紫銅板和黃銅板在攪拌頭3的投影范圍內(nèi)產(chǎn)生充分的塑性變形，攪拌區(qū)達(dá)到半固態(tài)超塑性狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)牢固的連接。
以不銹鋼1Cr18Ni9Ti與合金結(jié)構(gòu)鋼40 Cr的連接為例，將不銹鋼1和合金結(jié)構(gòu)鋼2需要連接的一邊對齊，將A金屬板1用不銹鋼替換，B金屬板2用合金結(jié)構(gòu)鋼替換，兩塊金屬板需要連接的一邊對齊，形成連接面4，并用壓板固定在摩擦焊機(jī)的工作臺上，將攪拌頭3固定在旋轉(zhuǎn)夾具里，設(shè)定轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min、攪拌頭3移動速度為90mm/min、焊接壓力為300Kgf，啟動摩擦焊機(jī)，使不銹鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼在攪拌頭3的投影范圍內(nèi)產(chǎn)生充分的塑性變形，攪拌區(qū)達(dá)到半固態(tài)超塑性狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)牢固的連接。
權(quán)利要求
1.一種異種金屬板材的半固態(tài)超塑性連接方法，其特征在于將兩種不同材質(zhì)的金屬板材需要連接的一邊對齊，用壓板固定在摩擦焊機(jī)的工作臺上，將攪拌頭3固定在旋轉(zhuǎn)夾具里，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1000～2000轉(zhuǎn)/min、攪拌頭3位移速度為35～90mm/min、焊接壓力為100～300Kgf，啟動摩擦焊機(jī)，金屬板材的焊縫處在攪拌頭3的作用下出現(xiàn)半固態(tài)超塑性行為，實(shí)現(xiàn)牢固連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異種金屬板材的半固態(tài)超塑性連接方法，該方法將兩種不同材質(zhì)的金屬板材需要連接的一邊對齊，用壓板固定在摩擦焊機(jī)的工作臺上，將攪拌頭3固定在旋轉(zhuǎn)夾具里，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1000～2000轉(zhuǎn)/min、攪拌頭3移動速度為35～90mm/min、焊接壓力為100～300Kgf，啟動摩擦焊機(jī)，金屬板材的焊接處在攪拌頭3的作用下出現(xiàn)半固態(tài)超塑性行為，實(shí)現(xiàn)牢固連接。該發(fā)明方法簡單、效率高、連接可靠；接頭的連接強(qiáng)度可達(dá)到或超過母材的強(qiáng)度，而且即使彎曲近180°也未發(fā)現(xiàn)裂紋。
文檔編號B23K20/12GK1555955SQ20041002581
公開日2004年12月22日 申請日期2004年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月9日
發(fā)明者劉小文 申請人:西北工業(yè)大學(xué)