专利名称：：一种2A70铝合金筒体(δ20mm)搅拌摩擦焊工艺方法
技术领域：
：本发明涉及焊接领域，具体应用于搅拌摩擦焊焊接工艺。
背景技术：
：搅拌摩擦焊技术是近年来新兴的一项固相连接技术，主要应用于铝合金板材拼接、型材成型、环向焊缝焊接等，可实现各种铝合金等强度连接。因此，在中、薄板铝合金零件上利用广泛应用。但对于大厚度、大直径筒体及长焊缝焊接成形来说，其搅拌头的使用寿命是制约此项技术发展的一项关键技术。对于中、薄板的铝合金的搅拌摩擦焊来说，已经是一项成熟的技术，但在厚板铝合金搅拌摩擦焊研究上均刚刚起步。目前，大厚度、大直径筒体及长焊缝焊接成形主要采用电子束焊技术成形，但由于电子束焊属于熔焊，在焊接过程中铝合金基体处于熔化状态，一方面焊接后其内部的焊接气孔缺陷难于控制，另一方面由于电子束焊方法对于锻铝及硬铝等可强化铝合金材料来说，其焊接后的焊缝性能不足母材强度的80%。而对于搅拌摩擦焊技术来说，由于其焊接过程中基体金属不是熔融状态，而是处于塑性流动状态，焊接后焊缝内部不会出现气孔等难于控制的缺陷，更为可观的是其焊缝的可达到母材强度的90%以上，因此，搅拌摩擦焊技术无论在焊接质量还是性能上均优于其它的熔焊工艺方法。对于厚板铝合金来说，其工艺参数可以通过各种工艺方法优化出合理的范围，但对于影响焊接能力的搅拌头(包括结构及材料)则需要一个长期而稳定的研究过程。在没有稳定而可靠的搅拌头的前提下，对于大直径、大厚度的铝合金筒体来说，如何能够连续完成一条环向焊缝的焊接，即在每条环向焊缝上仅留下一个收焊匙孔，是目前急需解决的一项关键问题
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种2A70铝合金筒体(S20mm)搅拌摩擦焊工艺方法，它具有在大厚度、大直径铝合金筒体搅拌摩擦焊接时，利用两个搅拌头实现同筒体同一条200910307356.9说明书第2/4页环向焊缝焊焊接，且在筒体同一条环向焊缝上仅留下一个收焊匙孔的特点。为解决上述技术问题，本发明提供的一种2A70铝合金筒体(S20mm)搅拌摩擦焊工艺方法，其特征在于，包括下述步骤步骤一，将第一搅拌头的探针设置在筒体的待焊接的焊缝处，使第一搅拌头焊接筒体环向焊缝至搅拌头上焊头将尽时停焊，将第一搅拌头取出；步骤二，更换上第二搅拌头，将与筒体相同材质、相同热处理状态，与收焊匙孔相同锥度的匙孔销填堵到第一搅拌头焊接焊缝后留下的匙孔内，利用第二搅拌头将匙孔销压入到匙孔内；步骤三，利用第二搅拌头在第一搅拌头收焊匙孔处重新起焊，完成筒体剩余焊缝的焊接对上述技术方案进一步的优化为，所述第一搅拌头焊接筒体环向焊缝至半周。本发明的优点在于1.本发明提供了在大厚度、大直径铝合金筒体搅拌摩擦焊接时，利用两个搅拌头实现同筒体同一条环向焊缝焊焊接，且在筒体同一条环向焊缝上仅留下一个收焊匙孔，解决同一个搅拌头无法实现大厚度大直径筒体同一条环向焊缝完成连续焊接的问题，以及保证同一条环向焊缝连续焊接成一体的要求，在保证焊缝质量稳定的前提下，获得机械性能稳定可靠焊缝的一种工艺方法。能够解决现有技术中采用电子束焊接时的焊接缺陷控制，提高焊接接头性能，同时解决了筒体环向焊缝无法一次焊接完成的问题，避免了由于无法一次完成筒体环向焊缝焊接而导致搅拌针断裂到产品零件内，造成筒体零件的报废。2.对于大厚度、大直径的铝合金筒体来说，同一条环向焊缝采用两个搅拌头连续焊接成形，可有效解决焊接过程中搅拌针断裂问题，在保证接缝处机械性能的前提下，可100%保证两个搅拌头连接处的焊缝质量稳定。发明为国内航空、航天系统搅拌摩擦在大厚度、大直径铝合金筒体成形、降低生产成本方面提供一种有效的解决方法，结构简单、操作简单、使用效果好，可满足大厚度、大直径铝合金筒体搅拌摩擦焊接的要求。下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。图l为采用本发明所提供的方法对筒体连接焊接的工作示意图。图2为进行匙孔填堵试验的焊接试板结构示意图。具体实施例方式具体焊接过程见图l所示利用第一个搅拌头从筒体的A点起焊，在焊接到B点后停焊，将第一个搅拌头从筒体内取出，将制备的与筒体相同材料、相同热处理状态，与收焊匙孔相同锥度的匙孔销堵到B点的匙孔，利用第二个搅拌头将匙孔销压入到匙孔内，再利用第二个搅拌头从第一个搅拌头收焊匙孔处重新起焊，即从B点起焊，完成筒体剩余焊缝的焊接到A点后，将搅拌头取出，在A点处留下一个收焊匙孔。焊接完成后，对两个搅拌头连接处进行X射线、超声波检测均未发现缺陷，并其进行机械性能检测，其焊缝强度可达到母材理论强度值的90%以上。利用所确定的工艺参数及有效的搅拌头结构，按图2所示进行匙孔填堵试验的焊接试板结构示意图，进行收焊匙孔利用匙孔销填堵匙孔后再次焊接的试验，即从C点起焊至D点，在D点填堵匙孔销后从D点起焊至E点，在E点填堵匙孔销后从E点起焊至F点，在F点填堵匙孔销后从F点起焊至G点结束试验，焊接后检测其匙孔填堵处的质量，主要采用X射线、超声波等方法检测，焊缝质量稳定，未发现超标缺陷。同时对检测合格的填堵匙孔处焊缝进行机械性能检测，各项指标满足要求，具体见表l所示表l接头机械性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>经过上述试验，在焊接试板的应用、稳定后，利用两个搅拌头进行了某产品的环向焊缝焊接，第一个搅拌头的收焊匙孔利用相同材料、相同热处理状态的匙孔销填堵匙孔，并利用第二个搅拌头在第一个搅拌头的收焊匙孔处重新起焊焊接，直至半周环向焊缝焊接完毕。焊接后对整条焊缝进行无损检测，均未发现超标缺陷。第一搅拌头与第二搅拌头的配合不限于上述实施方式中所述的每个搅拌头焊接半周，只要在第一搅拌头的焊头还为用尽时，更换第二搅拌头，就不会使搅拌针断裂，本领域技术人员完全能够理解，故不一一列举。最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。权利要求1.一种2A70铝合金筒体(δ20mm)搅拌摩擦焊工艺方法，其特征在于，包括下述步骤步骤一，将第一搅拌头的探针设置在筒体的待焊接的焊缝处，使第一搅拌头焊接筒体环向焊缝至搅拌头上焊头将尽时停焊，将第一搅拌头取出；步骤二，更换上第二搅拌头，将与筒体相同材质、相同热处理状态，与收焊匙孔相同锥度的匙孔销，填堵到第一搅拌头焊接焊缝后留下的匙孔内，利用第二搅拌头将匙孔销压入到匙孔内；步骤三，利用第二搅拌头在第一搅拌头收焊匙孔处重新起焊，完成筒体剩余焊缝的焊接。2.如权利要求1所述的一种2A70铝合金筒体(S20mm)搅拌摩擦焊工艺方法，其特征在于，所述第一搅拌头焊接筒体环向焊缝至半周。全文摘要本发明涉及焊接领域，公开了一种2A70铝合金筒体(δ20mm)搅拌摩擦焊工艺方法，将第一搅拌头探针设置在筒体的待焊接的焊缝处，使第一搅拌头焊接筒体环向焊缝至搅拌头上焊头将尽时停焊，将第一搅拌头取出；更换上第二搅拌头，将与筒体相同材质、相同热处理状态，与收焊匙孔相同锥度的匙孔销填堵到第一搅拌头焊接焊缝后留下的匙孔内，第二搅拌头将匙孔销压入到匙孔内；第二搅拌头在第一搅拌头收焊匙孔处重新起焊，完成筒体剩余焊缝焊接。本发明能在大厚度、大直径铝合金筒体搅拌摩擦焊接时，利用两个搅拌头实现同筒体同一条环向焊缝焊焊接，且在筒体同一条环向焊缝上仅留下一个收焊匙孔，保证同一条环向焊缝连续焊接成一体，焊缝质量稳定。文档编号B23K20/12GK101648319SQ20091030735公开日2010年2月17日申请日期2009年9月21日优先权日2009年9月21日发明者乔凤林,余书平,唐众民,张振宇,徐晓东,罗晓梅,鄢江武申请人:国营红阳机械厂