钻成盲孔，盲孔的深度范围为0.2h?lho其它步骤与【具体实施方式】一相同。
[0026]【具体实施方式】六:结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤二中采用电动钢丝刷或砂布去除钢板1和铝板2表面氧化物。这种方式去除表面氧化物，即去除的干净，又不破环钢板1和铝板2的表面。其它步骤与【具体实施方式】四或五相同。
[0027]【具体实施方式】七:结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤三中的有机溶剂为酒精或丙酮。其它步骤与【具体实施方式】一相同。
[0028]【具体实施方式】八:结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤四中搅拌头的材质为工具钢、镍基合金、碳化钨钴合金或多晶立方氮化硼。工具钢、镍基合金、碳化钨钴合金或多晶立方氮化硼的搅拌头可以重复使用。其它步骤与【具体实施方式】一相同。
[0029]【具体实施方式】九:结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤四中搅拌针压入钢板的深度t为-0.1_。其它步骤与【具体实施方式】一相同。
[0030]【具体实施方式】十:结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤四中搅拌针压入钢板的深度t为0。其它步骤与【具体实施方式】一相同。
[0031]【具体实施方式】十一:结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤四中搅拌针压入钢板的深度t为0.1_。其它步骤与【具体实施方式】一相同。
[0032]【具体实施方式】十二:结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤四中搅拌针压入钢板的深度t为0.2_。其它步骤与【具体实施方式】一相同。
[0033]【具体实施方式】十三:结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤四中搅拌针压入钢板的深度t为0.3_。其它步骤与【具体实施方式】一相同。
[0034]【具体实施方式】十四:结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤四中搅拌针压入钢板的深度t为0.4_。其它步骤与【具体实施方式】一相同。
[0035]【具体实施方式】十五:结合图1说明本实施方式，本实施方式为步骤四中搅拌针的倾斜角度2.5°。其它步骤与【具体实施方式】九、十、^ 、十二、十三或十四相同。
【主权项】
1.一种铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，其特征在于:所述方法是通过以下步骤实现的: 步骤一、确定钢板(1)与铝板(2)接头的搭接宽度B，在钢板(1)的搭接宽度B上确定纵向中心线(N-N)，沿纵向中心线(N-N)钻一排预钻孔(1-1)，每个预钻孔(1-1)的直径d为1mm?5mm，相邻两个预钻孔(1-1)的间距为(d+xd)mm，x为间距系数，其x取值为0?2 ; 步骤二、将钢板(1)和铝板(2)的接触表面及周围20mm?30mm范围内清理干净，去除钢板(1)和铝板(2)表面氧化物； 步骤三、采用有机溶剂或清洗剂擦拭钢板(1)与铝板(2)的表面，去除油污和粉尘等杂物； 步骤四、按铝板(2)在上、钢板(1)在下的搭接方式搭接，用夹具将铝板(2)和钢板(1)固定，选取焊接参数范围为:搅拌针压入钢板的深度t为-0.2mm?0.5mm，焊接速度50mm/min?1000mm/min、转速200r/min?1500r/min，搅拌针的倾斜角度0?5°，进行搅拌摩擦焊，焊接过程中，使搅拌针扎入铝板，并始终保持在钢板上表面以上，搅拌头3与铝板1摩擦，软化的铝向下流动填充钢板上的预钻孔(1-1)，形成铆钉式的连接结构，从而获得到经机械连接强化的铝/钢搅拌摩擦搭接接头。2.根据权利要求1所述的铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，其特征在于:所述步骤一中钢板(1)为普通低碳钢或低合金钢，铝板(2)为纯铝或铝合金。3.根据权利要求1所述的铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，其特征在于:所述步骤一中每个预钻孔(1-1)的直径d为2.5mm。4.根据权利要求1所述的铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，其特征在于:所述步骤二中预钻孔(1-1)为通孔。5.根据权利要求1所述的铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，其特征在于:所述步骤二中预钻孔(1-1)为盲孔。6.根据权利要求4或5所述的铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，其特征在于:所述步骤二中采用电动钢丝刷或砂布去除钢板(1)和铝板(2)表面氧化物。7.根据权利要求1所述的铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，其特征在于:所述步骤三中的有机溶剂为酒精或丙酮。8.根据权利要求1所述的铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，其特征在于:所述步骤四中搅拌头的材质为工具钢、镍基合金、碳化钨钴合金或多晶立方氮化硼。9.根据权利要求1所述的铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，其特征在于:所述步骤四中搅拌针压入钢板的深度t为0.2mm。10.根据权利要求9所述的铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，其特征在于:所述步骤四中搅拌针的倾斜角度2.5°。
【专利摘要】铆钉式机械连接辅助铝/钢异种材料搅拌摩擦搭接方法，为解决现有的铝/钢异种金属之间连接采用钎焊或熔焊过程中两者易反应生成脆性的金属间化合物，以及搅拌摩擦焊搭接过程中接头承载面积小，消弱铝/钢异种接头承载能力的问题。方法：一、在钢板的搭接宽度B上沿纵向中心线钻一排预钻孔；二、将钢板和铝板的接触表面及周围清理干净，去除钢板和铝板表面氧化物；三、采用有机溶剂或清洗剂擦拭钢板与铝板的表面；四、用夹具将铝板和钢板固定，搅拌摩擦焊接过程中，搅拌头与铝板摩擦，软化的铝向下流动填充钢板上的预钻孔，形成铆钉式的连接结构，从而获得到经机械连接强化的铝/钢搅拌摩擦搭接接头。本发明用于异种材料搅拌摩擦搭接。
【IPC分类】B23K20/24, B23K20/227, B23K20/12, B23K103/20
【公开号】CN105290608
【申请号】CN201510882960
【发明人】黄永宪, 王继超, 万龙, 周利, 冯吉才
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月3日