專利名稱：攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械加工法及裝置，尤其是一種攪拌摩擦焊加工方法及裝置，具
體地說是一種攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，攪拌摩擦焊與傳統(tǒng)的熔化焊接方法、離子束焊接及激光等焊接方法相
比，其熱輸入量低，焊后的變形尺寸較小。但是在實(shí)際的產(chǎn)品焊接過程中發(fā)現(xiàn)，攪拌摩擦焊
焊后的表面殘余應(yīng)力分布存在著一定的不均勻性，焊后的變形隨著板厚的減小表現(xiàn)尤為突
出。目前國內(nèi)外對攪拌摩擦焊表面殘余應(yīng)力的處理方法較少，大部分集中在變形處理上，變
形處理主要是夾具的改進(jìn)以及焊后的矯正方面，這些方法在一定的程度上解決了變形的問
題，但隨后帶來的殘余應(yīng)力分布更加的不均勻性，嚴(yán)重降低了攪拌摩擦焊焊接的產(chǎn)品使用
性能。而且這些方法所用的設(shè)備比較龐大，成本較高，在實(shí)際的應(yīng)用中得到很大的限制。 申請?zhí)枮?00510105425. X，發(fā)明名稱為《采用介質(zhì)冷卻攪拌摩擦焊接方法及裝置
的中國專利公開了一種采用可跟隨攪拌頭移動的熱沉，對仍處于高溫狀態(tài)的焊縫進(jìn)行局部
冷卻，從而控制焊接應(yīng)力與變形的方法。這種方法只能局部的控制焊接應(yīng)力和變形，而不能
從整體上控制整個(gè)的焊接材料的焊接應(yīng)力和變形，因此其應(yīng)用還是存在一定的局限性。 申請?zhí)枮?00910115722. 0，發(fā)明名稱為《一種攪拌摩擦焊焊縫變形的控制方法》的
中國專利公開了一種在攪拌頭對工件攪拌摩擦生熱、形成焊縫后，焊接金屬還處在熱塑性
狀態(tài)或稍低于熱塑性溫度區(qū)間，碾壓裝置對焊縫進(jìn)行碾壓，使得焊縫金屬有效延展，消除或
減少焊接接頭的變形方法。這種方法只解決了焊縫處的焊接變形，而且造成焊縫周圍材料
的表面殘余應(yīng)力增大，另外碾壓力還降低了焊縫的厚度，產(chǎn)生了嚴(yán)重的減薄效應(yīng)，因此此種
焊接方法對于要求高的零部件焊接受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的針對攪拌摩擦焊應(yīng)力及變形所采用的方法存在只能 局部控制變形及應(yīng)力，無法獲得理想的焊縫質(zhì)量等一系列問題，發(fā)明一種在焊接過程中通 過保溫處理直接消除表面應(yīng)力以獲得理想的焊接質(zhì)量的攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制 方法及裝置。。 本發(fā)明的技術(shù)方案之一是 —種攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制方法，其特征是在被焊接件上罩裝一個(gè)能隨
攪拌頭同步移動的保溫箱，并在固定被焊接件工件的夾具底部安裝保溫層，利用夾具底板
作為保溫箱的底板，將攪拌摩擦焊接后的焊縫罩裝在保溫箱中，并根據(jù)罩裝焊縫的長度調(diào)
節(jié)保溫箱中的溫度，使之恒定在所需的保溫溫度值范圍之內(nèi)，并在焊接結(jié)束后根據(jù)所焊接
材料的性能，保溫約0. 5-2小時(shí)以消除焊縫處的表面殘余應(yīng)力。 本發(fā)明的技術(shù)方案之二是 —種攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制裝置，其特征是它主要由吸盤式裝夾夾具
325、保溫箱26和固定架7組成，所述的吸盤式裝夾夾具25主要由底座1、石棉隔熱層2、平 鋼板3和電磁壓板16組成，底座1的兩側(cè)向上延伸形成保溫箱導(dǎo)軌4，石棉隔熱層2安裝在 兩側(cè)保溫箱導(dǎo)軌4之間的底座1的上表面上，平鋼板3位于石棉隔熱層2上，被焊接件5置 于平鋼板3上，電磁壓板16分別置于兩塊被焊接件5之上，底座1中鑲裝有電磁塊，電磁塊 通過導(dǎo)線與電磁控制器14相連；所述的保溫箱26主要由前擋板18、后擋板19、罩蓋12、加 熱元件11和溫度傳感器組成，其中后擋板19通過螺釘固定在吸盤式裝置夾具25的底座1 上，前擋板18與罩蓋12整體相連，罩蓋12通過兩側(cè)底部所設(shè)的與吸盤式裝置夾具25中的 保溫箱導(dǎo)軌4相配的導(dǎo)槽27活動安裝在吸盤式裝置夾具25的導(dǎo)軌4上，罩蓋12通過固定 架7與安裝有攪拌頭6的主軸套8相連，從而使保溫箱26在攪拌頭6的帶動下沿導(dǎo)軌4移 動；所述的加熱元件11和溫度傳感器均與溫度控制器13電氣連接；所述的溫度控制器13 和電磁控制器14均與控制用計(jì)算機(jī)15相連。所述的罩蓋12、前擋板18和后擋板19均有三層材料組成，分別為最內(nèi)層材料22、 中間層材料21和最外層材料20，其中最內(nèi)導(dǎo)層材料22為耐火磚，中間層材料21為石棉，最 外層材料20為鋼板，所述的加熱元件11及溫度傳感器安裝在最內(nèi)層材料22中。
本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明采用吸盤式裝夾夾具，其由三層材料組成，最低層為基材，采用絕緣材料， 在基材里面鑲有兩塊電磁塊，并通過電磁控制器控制其磁場方向和磁場力大小，在基材上 表面鋪有一層石棉，目的是保護(hù)焊接材料的溫度不從底部散失，在石棉上面鋪有一層薄鋼 板，以保證工件的水平平整性。焊接材料放置薄鋼板上，并在焊接材料上方壓制對稱壓制兩 塊電磁壓板，底層電磁通電后，即將焊接材料上方的電磁壓板牢牢吸住，以達(dá)到裝夾固定雙 重作用。此吸盤式裝夾夾具功能既實(shí)現(xiàn)了裝夾固定作用，又實(shí)現(xiàn)了底部保溫和工作臺作用。
本發(fā)是有的保溫箱安裝在吸盤式裝夾夾具保溫箱導(dǎo)軌上，其側(cè)壁底部與吸盤式裝 夾夾具相接觸，吸盤式裝夾夾具構(gòu)成保溫箱的底部，保溫箱頂端通過固定架安裝到主軸套 上，主軸套固定不動，因此當(dāng)焊接攪拌頭向前移動時(shí)，主軸套移動帶動固定架移動，從而帶 動保溫箱沿保溫箱導(dǎo)軌移動；保溫箱的后擋板固定在吸盤式裝夾夾具的一側(cè)，當(dāng)保溫箱沿 保溫箱導(dǎo)軌移動時(shí)，焊接后的工件逐漸進(jìn)入保溫箱內(nèi)，此時(shí)安裝在前后擋板和包圍工件的 側(cè)壁及頂端上的發(fā)熱絲及溫度傳感器開始工作，將溫度加入保溫的臨界溫度，隨后保溫，隨 著焊接的繼續(xù)前進(jìn)，保溫箱側(cè)壁和頂端上的其它發(fā)熱絲和溫度傳感器相繼工作，最終保證 焊接工件全部進(jìn)入保溫箱并保溫一定時(shí)間，隨后隨爐冷卻，這樣即可控制焊接工件焊后不 會因急劇冷卻而產(chǎn)生很大的表面殘余應(yīng)力和變形。另外在保溫過程中，由于焊接材料為金 屬，保溫的熱量會傳遞到未焊接的部位，起到預(yù)熱作用，從而減小了軸肩的摩擦熱，軸肩壓 力減小，焊縫的減薄程度降低。焊接質(zhì)量得到很大提高。 本發(fā)明的攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制方法可實(shí)現(xiàn)焊接過程的全程數(shù)控控制， 只需設(shè)計(jì)好相應(yīng)的參數(shù)(如焊接速度，焊接結(jié)束時(shí)間，滿足裝夾力要求的電流、電壓，保溫 的臨界溫度，保溫時(shí)間等)，按壓啟動按鈕，系統(tǒng)就會自動完成整個(gè)過程，有利于提高焊接的 智能化水平。同時(shí)本發(fā)明的保溫密封性能好，能避免因人為原因造成的焊接質(zhì)量下降。
本發(fā)明裝置簡單，操作方便，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益高，能保證攪拌摩擦焊的焊接質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明的攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制裝置示意圖；
圖2為本發(fā)明的吸盤式裝夾夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的保溫箱的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的保溫箱與主軸套相連的固定架的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為10mm厚的鋁合金板常規(guī)攪拌摩擦焊接與本發(fā)明裝置攪拌摩擦焊接的縱向
表面殘余應(yīng)力的分布； 圖6為lOmm厚的鋁合金板常規(guī)攪拌摩擦焊接與本發(fā)明裝置攪拌摩擦焊接的縱向 殘余塑性應(yīng)變的分布； 圖7為20mm厚的鋁合金板常規(guī)攪拌摩擦焊接與本發(fā)明裝置攪拌摩擦焊接的縱向 表面殘余應(yīng)力的分布； 圖8為20mm厚的鋁合金板常規(guī)攪拌摩擦焊接與本發(fā)明裝置攪拌摩擦焊接的縱向 殘余塑性應(yīng)變的分布。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例一。
如圖l所示。 —種攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制方法，首先在被焊接件上罩裝一個(gè)能隨攪拌
頭同步移動的保溫箱，并在固定被焊接件工件的夾具底部安裝保溫層作為保溫箱的底板，
將攪拌摩擦焊接后的焊縫罩裝在保溫箱中，并根據(jù)罩裝焊縫的長度調(diào)節(jié)保溫箱中的溫度，
使之恒定在所需的保溫溫度值范圍之內(nèi)，并在焊接結(jié)束后根據(jù)所焊接材料的性能，保溫約
0. 5-2小時(shí)后進(jìn)行隨爐冷卻以消除焊縫處的表面殘余應(yīng)力，具體的保溫時(shí)間可通過查閱相
關(guān)的材料熱處理手冊加以確定，保溫的溫度為材料的熱處理臨界溫度。 實(shí)施例二。 如圖1、2、3、4所示。 —種攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制裝置，它主要由吸盤式裝夾夾具25、保溫箱 26、固定架7和控制系統(tǒng)組成，如圖1所示，所述的吸盤式裝夾夾具25主要由底座1、石棉隔 熱層2、平鋼板3和電磁壓板16組成，如圖2所示，底座1的兩側(cè)向上延伸形成保溫箱導(dǎo)軌 4，石棉隔熱層2安裝在兩側(cè)保溫箱導(dǎo)軌4之間的底座1的上表面上，平鋼板3位于石棉隔 熱層2上，被焊接件5置于平鋼板3上，電磁壓板16分別置于兩塊被焊接件5之上，底座1 中鑲裝有電磁塊，電磁塊通過導(dǎo)線與電磁控制器14(可直接從市場采購)相連，電磁力的大 小可通過常規(guī)計(jì)算確定。所述的保溫箱26主要由前擋板18、后擋板19、罩蓋12、加熱元件 11和溫度傳感器組成，如圖3所示，其中后擋板19通過螺釘固定在吸盤式裝置夾具25的底 座1上，前擋板18與罩蓋12整體相連，罩蓋12通過兩側(cè)底部所設(shè)的與吸盤式裝置夾具25 中的保溫箱導(dǎo)軌4相配的導(dǎo)槽27活動安裝在吸盤式裝置夾具25的導(dǎo)軌4上，罩蓋12通過 固定架7與安裝有攪拌頭6的主軸套8相連，從而使保溫箱26在攪拌頭6的帶動下沿導(dǎo)軌 4移動；固定架7的一端通過螺紋孔9和緊定螺絲釘10與主軸套8相連，另一端上設(shè)有螺 孔24，罩蓋12上設(shè)有螺孔23，螺孔24和螺孔23通過連接螺釘相連，從而使罩蓋12與因非軍事區(qū)架7相連，如圖3。所述的加熱元件11和溫度傳感器均與溫度控制器13(可采用現(xiàn) 有技術(shù)或教科書上相關(guān)的控制電路加以實(shí)現(xiàn)，也可由本領(lǐng)域的普通電氣技術(shù)人員自行設(shè)計(jì) 制造)電氣連接，所述的溫度控制器13和電磁控制器14均與控制用計(jì)算機(jī)15(CPU應(yīng)采用 奔四以上處理器)相連。組成保溫箱26的罩蓋12、前擋板18和后擋板19均有三層材料 組成，如圖3所示，分別為最內(nèi)層材料22、中間層材料21和最外層材料20，其中最內(nèi)導(dǎo)層材 料22為耐火磚，中間層材料21為石棉，最外層材料20為鋼板，所述的加熱元件11及溫度 傳感器安裝在最內(nèi)層材料22中。
詳述如下 圖1為攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制方法的裝置示意圖，根據(jù)本發(fā)明所述，該 系統(tǒng)包括吸盤式裝夾夾具、保溫箱和控制設(shè)備。吸盤式裝夾夾具由裝夾底座1、石棉隔熱層 2、平鋼板3、保溫箱導(dǎo)軌4和電磁性壓板16組成；保溫箱主要由保溫箱罩蓋12、前擋板18、 后擋板19、加熱元件11 (可采用發(fā)熱絲)及溫度傳感器)、螺紋孔23和固定架7組成；控制 設(shè)備主要由溫度控制器13、電磁控制器14和控制用計(jì)算機(jī)15(也可采用微電腦)組成。
本發(fā)明在焊接過程中，保溫箱后擋板19固定在吸盤式夾具一端，前擋板18隨著焊 接前進(jìn)方向同步前進(jìn)，整個(gè)保溫箱上端部分裝在吸盤式夾具的保溫箱導(dǎo)軌4上，并沿導(dǎo)軌4 移動；焊接后的板材進(jìn)入保溫箱體內(nèi)保溫，隨著焊接的繼續(xù)前進(jìn)，分布在箱體的發(fā)熱絲及溫 度傳感器相繼工作，確保保溫箱的溫度始終達(dá)到需求的某一臨界溫度，當(dāng)焊接結(jié)束后，保溫 一定時(shí)間，再隨爐冷卻。 本發(fā)明中裝置不僅起到降低材料攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力，而且還可以提前對 焊接前的材料進(jìn)行預(yù)熱，以減小攪拌頭軸肩的壓力，從而減小焊縫的減薄厚度。
本發(fā)明具體工作過程為 吸盤式裝夾夾具由三層材料組成，最低層為基材l，采用絕緣材料，在基材里面鑲 有兩塊電磁塊，其引導(dǎo)線17引導(dǎo)電磁控制器上，并通過電磁控制器14控制其磁場方向和磁 場力大小，在基材上表面鋪有一層石棉2，目的是保護(hù)焊接材料的溫度不從底部散失，在石 棉上面鋪有一層薄鋼板3，以保證工件的水平平整性。焊接材料放置薄鋼板上，并在焊接材 料上方對稱壓制兩塊電磁壓板16，底座1電磁通電后，即將焊接材料上方的電磁壓板16牢 牢吸住，以達(dá)到裝夾固定雙重作用。此吸盤式裝夾夾具功能既實(shí)現(xiàn)了裝夾固定作用，又實(shí)現(xiàn) 了底部保溫和工作臺作用。 安裝在吸盤式裝夾夾具保溫箱導(dǎo)軌4上的保溫箱，其側(cè)壁底部與吸盤式裝夾夾具 保溫箱導(dǎo)軌4相接觸，吸盤式裝夾夾具構(gòu)成保溫箱的底部，保溫箱頂端通過固定架7安裝到 主軸套8上，并通過固定架7上的螺紋孔9和緊定螺釘10與主軸套8相連。通過螺釘將固 定架7上的螺紋孔24和保溫箱頂端的螺紋孔23連接，從而保證了固定架7與保溫箱頂端 的相連。當(dāng)焊接攪拌頭6向前移動時(shí)，主軸套8沿焊縫焊接方向移動帶動固定架7移動，固 定架7帶動保溫箱沿保溫箱導(dǎo)軌4移動；保溫箱的后擋板19固定在吸盤式裝夾夾具的一 側(cè)，當(dāng)保溫箱沿保溫箱導(dǎo)軌4移動時(shí)，焊接后的工件逐漸進(jìn)入保溫箱內(nèi)，此時(shí)安裝在前后擋 板18、19和包圍工件的側(cè)壁及頂端上的發(fā)熱絲11及溫度傳感器開始工作，將溫度加入保溫 的臨界溫度，隨后保溫，隨著焊接的繼續(xù)前進(jìn)，保溫箱側(cè)壁和頂端上的其它發(fā)熱絲11和溫 度傳感器相繼工作，最終保證焊接工件全部進(jìn)入保溫箱并保溫一定時(shí)間，隨后隨爐冷卻，這 樣即可控制焊接工件焊后不會因急劇冷卻而產(chǎn)生很大的表面殘余應(yīng)力和變形。另外在保溫
6過程中，由于焊接材料為金屬，保溫的熱量會傳遞到未焊接的部位，起到預(yù)熱作用，減小了 軸肩的摩擦熱，從而降低了軸肩壓力，焊縫厚度的減薄量減小。焊接質(zhì)量得到很大提高。
本發(fā)明所述的攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制裝置可實(shí)行焊接過程的全程數(shù)控 控制，只需設(shè)計(jì)好相應(yīng)的參數(shù)(如焊接速度，焊接結(jié)束時(shí)間，滿足裝夾力要求的電流、電壓， 保溫的臨界溫度，保溫時(shí)間等)，按壓啟動按鈕系統(tǒng)會自動完成整個(gè)過程的，充分實(shí)現(xiàn)了智 能化焊接，保溫密封性能好，避免因人為原因造成的焊接質(zhì)量下降。 以下是利用本發(fā)明的方法和裝置所進(jìn)行的二個(gè)具體的焊接實(shí)例，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員而言，可參照上述的發(fā)明內(nèi)容和以下的實(shí)例進(jìn)行各種各樣的材料的焊接并根據(jù)具體 的材料進(jìn)行參數(shù)的選擇。
實(shí)施例1 選用厚度為10mm的鋁合金板材，分別用常規(guī)的攪拌摩擦焊焊接和采用本發(fā)明所 設(shè)計(jì)的攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制方法的裝置進(jìn)行攪拌摩擦焊焊接，兩種方法的規(guī) 范相同，均為攪拌頭主軸轉(zhuǎn)速為400rpm，焊接速度為100mm/min。應(yīng)用本發(fā)明裝置時(shí)，保溫 的溫度為45(TC，保溫時(shí)間為1小時(shí)(具體實(shí)施時(shí)，根據(jù)焊接材料的不同，保溫時(shí)間一般從 0. 5-2小時(shí)不等，可查閱相關(guān)材料熱處理手冊加以確定，下同)，然后隨爐冷卻。焊后測定分 析了板內(nèi)表面殘余應(yīng)力和殘余塑性應(yīng)變的分布情況，從圖5、6可以看出，常規(guī)焊接時(shí)，焊縫 區(qū)表面殘余應(yīng)力很大，同時(shí)殘余塑性變形也很大；采用本發(fā)明裝置，焊縫區(qū)表面殘余應(yīng)力得 到明顯降低，為常規(guī)焊法的約50%，殘余塑性變形也較小，為常規(guī)焊法的約10%。
實(shí)施例2 選用厚度為20mm的鋁合金板材，分別用常規(guī)的攪拌摩擦焊焊接和采用本發(fā)明所 設(shè)計(jì)的攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制方法的裝置進(jìn)行攪拌摩擦焊焊接，兩種方法的規(guī)范 相同，均為攪拌頭主軸轉(zhuǎn)速為1000rpm，焊接速度為50mm/min。應(yīng)用本發(fā)明裝置時(shí)，保溫的 溫度為48(TC，保溫時(shí)間為1小時(shí)，然后隨爐冷卻。焊后測定分析了板內(nèi)表面殘余應(yīng)力和殘 余塑性應(yīng)變的分布情況，從圖7、8可以看出，常規(guī)焊接時(shí)，焊縫區(qū)表面殘余應(yīng)力很大，同時(shí) 殘余塑性變形也很大；采用本發(fā)明裝置，焊縫區(qū)表面殘余應(yīng)力得到明顯降低，為常規(guī)焊法的 約30% ，殘余塑性變形也較小，為常規(guī)焊法的約4% 。 本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制方法，其特征是在被焊接件上罩裝一個(gè)能隨攪拌頭同步移動的保溫箱，并在固定被焊接件工件的夾具底部安裝保溫層，利用夾具底板作為保溫箱的底板，將攪拌摩擦焊接后的焊縫罩裝在保溫箱中，并根據(jù)罩裝焊縫的長度調(diào)節(jié)保溫箱中的溫度，使之恒定在所需的保溫溫度值范圍之內(nèi)，并在焊接結(jié)束后根據(jù)所焊接材料的性能，保溫約0.5-2小時(shí)以消除焊縫處的表面殘余應(yīng)力。
2. —種攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制裝置，其特征是它主要由吸盤式裝夾夾具 (25)、保溫箱(26)和固定架(7)組成，所述的吸盤式裝夾夾具(25)主要由底座(1)、石棉 隔熱層(2)、平鋼板(3)和電磁壓板(16)組成，底座(1)的兩側(cè)向上延伸形成保溫箱導(dǎo)軌 (4)，石棉隔熱層(2)安裝在兩側(cè)保溫箱導(dǎo)軌(4)之間的底座(1)的上表面上，平鋼板(3) 位于石棉隔熱層(2)上，被焊接件(5)置于平鋼板(3)上，電磁壓板(16)分別置于兩塊被 焊接件(5)之上，底座(1)中鑲裝有電磁塊，電磁塊通過導(dǎo)線與電磁控制器(14)相連；所述 的保溫箱(26)主要由前擋板(18)、后擋板(19)、罩蓋(12)、加熱元件(11)和溫度傳感器組 成，其中后擋板(19)通過螺釘固定在吸盤式裝置夾具(25)的底座(1)上，前擋板(18)與 罩蓋(12)整體相連，罩蓋(12)通過兩側(cè)底部所設(shè)的與吸盤式裝置夾具(25)中的保溫箱導(dǎo) 軌(4)相配的導(dǎo)槽(27)活動安裝在吸盤式裝置夾具(25)的導(dǎo)軌(4)上，罩蓋(12)通過固 定架(7)與安裝有攪拌頭(6)的主軸套(8)相連，從而使保溫箱(26)在攪拌頭(6)的帶動 下沿導(dǎo)軌(4)移動；所述的加熱元件(11)和溫度傳感器均與溫度控制器(13)電氣連接；所 述的溫度控制器(13)和電磁控制器(14)均與控制用計(jì)算機(jī)(15)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是所述的罩蓋(12)、前擋板(18)和后擋板(19) 均有三層材料組成，分別為最內(nèi)層材料(22)、中間層材料(21)和最外層材料(20)，其中最 內(nèi)導(dǎo)層材料(22)為耐火磚，中間層材料(21)為石棉，最外層材料(20)為鋼板，所述的加熱 元件(11)及溫度傳感器安裝在最內(nèi)層材料(22)中。
全文摘要
一種攪拌摩擦焊接表面殘余應(yīng)力控制方法及裝置，它采用可跟隨攪拌頭移動的保溫箱，對處于焊接后的焊縫及母材進(jìn)行保溫，隨即進(jìn)行隨爐冷卻，以此達(dá)到降低攪拌摩擦焊表面的殘余應(yīng)力。該裝置主要由吸盤式裝夾夾具、保溫箱和控制設(shè)備組成，保溫箱體材料主要由耐火磚、石棉和鋼板組成。當(dāng)焊接進(jìn)行時(shí)，保溫箱隨攪拌頭移動，不斷將焊接后的工件進(jìn)行保溫，焊接結(jié)束后，整個(gè)工件全部進(jìn)入保溫箱保溫，保溫的溫度為材料的熱處理臨界溫度，保溫一定時(shí)間后進(jìn)行隨爐冷卻，從而控制焊接的表面殘余應(yīng)力及變形，本裝置在整個(gè)焊接過程中實(shí)現(xiàn)全程自動化，避免因人為原因造成的焊接質(zhì)量下降。本發(fā)明裝置簡單，操作方便，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益高，能保證攪拌摩擦焊的焊接質(zhì)量。
文檔編號B23K20/12GK101774079SQ20101012029
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者于守鑫, 左敦穩(wěn), 汪洪峰, 王吉勝, 董學(xué)偉, 黎向鋒 申請人:南京航空航天大學(xué)