异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法
【专利摘要】本发明涉及一种异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，所述方法包括：将异种材料的第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管固定于一固定装置上,并固定于一搅拌摩擦焊设备上，设置搅拌摩擦焊设备的搅拌头在所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的圆心连线方向上偏离所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的焊缝的距离为第一预设距离，设置所述搅拌头偏离其所在的第一薄壁细圆管的横截面或第二薄壁细圆管的横截面的纵轴线的距离为第二预设距离，将所述搅拌头垂直下压第三预设距离后焊接360°，本发明的各焊接参数可根据不同材料、不同规格的待焊薄壁细圆管进行调整，能够得到性能更优良的焊接接头，解决了异种材料薄壁细圆管焊接的工艺难题。
【专利说明】异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接领域，具体涉及搅拌摩擦焊焊接工艺领域，特别涉及一种异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法。
【背景技术】
[0002]薄壁细圆管的在很多工业领域中有广泛的应用，比如空调中的连接管、给水管道、医药化工所用金属管等。随着一些材料的价格增长(比如铜)和材料性能的限制(密度、导热性、导电性、力学性能等)，工业上需要将薄壁细圆管中的一部分材料用另一种材料取代，从而获得生产成本的降低和更好的性能，比如目前正在电缆行业、空调行业等行业兴起的“铝代铜”。而焊接作为连接两种材料的主要方法，广泛应用于工业生产，是要实现材料取代必须要解决的难题。所以，异种材料薄壁细圆管的焊接方法有着重要的意义。需要说明是的，这里所指的异种材料不仅是指薄壁细圆管的材质不同，还包括厚度不同的薄壁细圆管。
[0003]异种材料焊接是当前焊接方面的一个难点。在目前一些焊接技术中，传统的熔焊、钎焊由于异种材料间的物理、化学性能的差异而无法进行有效的焊接，其焊接接头缺陷多，性能不佳。而冷压焊、闪光焊等方法，虽然能够得到性能良好的焊接接头，但其生产成本高、效率低等，无法广泛应用于工业生产。
[0004]搅拌摩擦焊是英国焊接研究所于1991年发明的一种新型固相连接技术，主要通过插入待焊材料的搅拌头的旋转和沿待焊界面的运动，对焊接区域的材料进行搅拌、摩擦、挤压等机械行为实现材料的连接。搅拌摩擦焊现广泛应用于航天航空、船舶、汽车、电子、电力等领域，不仅能够在铝合金焊接领域有优良的表现，还能够提供性能优良的异种材料焊接接头，比如铝和镁、铝和钛、铝和铜、铝和钢等。搅拌摩擦焊不仅能够得到性能优良的焊接接头，并且焊接工艺简洁(无需复杂的表面处理、无需焊料、无需保护气体)、焊接能耗低(只需激光焊能量的2.5%)、焊接效率高、绿色环保(没有烟尘、飞溅、紫外辐射)，是如今焊接的一种理想方法，特别是异种材料间的理想焊接方法。申请号为CN200780031648.3、发明名称为“用于不同材料焊接的构造和方法”的中国专利申请中提到了不同材料转接件的固态结合工艺是搅拌摩擦焊。
[0005]搅拌摩擦焊应用于异种材料薄壁细圆管的焊接，有着很高的工艺难度。相对于薄板的直线型搅拌摩擦焊来说，薄壁细圆管的几何特征和搅拌摩擦焊的自身特点，决定了焊接工艺的难度和焊接装置的复杂。比如搅拌头的运动由一维变二维、圆弧形的焊接平面使搅拌头无法产生充分的挤压作用、不同壁厚的细圆管带来的焊接难题、薄壁细圆管的复杂的固定装置等。另外，异种材料的搅拌摩擦焊相比于同种材料的搅拌摩擦焊又有着更高的难度。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，采用搅拌摩擦焊进行异种材料的焊接以取代传统的焊接方法，适用于各种材料、各种规格的薄壁细圆管的搅拌摩擦焊，各焊接参数可根据不同材料、不同规格的待焊薄壁细圆管进行调整，能够得到性能更优良的焊接接头，使焊接接头具有优良的力学性能、焊接效率高，且本发明采用的生产设备简单、生产效率高、可行性高、耗能少、无污染、绿色环保，解决了异种材料薄壁细圆管焊接的工艺难题。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，包括:
[0008]将异种材料的第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管固定于一固定装置上，并将所述第一薄壁细圆管、第二薄壁细圆管和固定装置通过一夹具固定于一搅拌摩擦焊设备上；
[0009]设置搅拌摩擦焊设备的搅拌头在所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的圆心连线方向上偏离所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的焊缝的距离为第一预设距离；
[0010]设置所述搅拌头偏离其所在的第一薄壁细圆管的横截面或第二薄壁细圆管的横截面的纵轴线的距离为第二预设距离；
[0011]将所述搅拌头垂直下压第三预设距离后对所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管焊接360° O
[0012]进一步的，在上述方法中，所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度相同或不同，所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度均大于等于0.2mm且小于等于6mmο
[0013]进一步的，在上述方法中，当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度不同时，在第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管中厚度较大的一方的待焊一端开带钝边单边V形坡口；
[0014]当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度相同时，不需要开坡口。
[0015]进一步的，在上述方法中，如权利要求3所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述的坡口的钝边长度为第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管中厚度较小的一方的厚度，坡口角度大于等于30度且小于等于60度。
[0016]进一步的，在上述方法中，所述固定装置由两个圆柱体连接而成，所述两个圆柱体的直径分别与所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的内径相同。
[0017]进一步的，在上述方法中，当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度不同时，在所述两个圆柱体的连接处应有对应于所述薄壁细圆管所开坡口的角度的斜面；
[0018]当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度相同时，所述两个圆柱体直接连接。
[0019]进一步的，在上述方法中，所述搅拌头包括轴肩和搅拌针。
[0020]进一步的，在上述方法中，所述轴肩的直径大于等于Imm且小于等于20mm。
[0021]进一步的,在上述方法中，所述搅拌针的直径大于等于0.3mm且小于等于6mm。
[0022]进一步的，在上述方法中，所述搅拌针的长度为所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度中较小者的值减去0.2mm?0.3mm。
[0023]进一步的，在上述方法中，当所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的抗拉强度不同时，所述第一预设距离的偏移方向为所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管中抗拉强度较低的一方，所述第一预设距离为搅拌针直径的0.25倍至0.75倍；[0024]当所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的抗拉强度相同时，所述第一预设距离为零。
[0025]进一步的，在上述方法中，所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的外径相同，所述外径大于等于2mm且小于等于50mm。
[0026]进一步的，在上述方法中，所述第二预设距离为所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的外径的0.02倍?0.1倍。
[0027]进一步的，在上述方法中，所述第三预设距离大于等于所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度中的较小者，且所述第三预设距离小于等于所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度中的较小者的值加上所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的外径的0.03倍。
[0028]与现有技术相比，本发明通过将异种材料的第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管固定于一固定装置上，并将所述第一薄壁细圆管、第二薄壁细圆管和固定装置通过一夹具固定于一搅拌摩擦焊设备上，设置搅拌摩擦焊设备的搅拌头在所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的圆心连线即中轴线方向上偏离所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的焊缝的距离为第一预设距离，设置所述搅拌头偏离其所在的第一薄壁细圆管的横截面或第二薄壁细圆管的横截面的纵轴线的距离为第二预设距离，将所述搅拌头垂直下压第三预设距离后对所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管焊接360°，本发明采用搅拌摩擦焊进行异种材料的焊接以取代传统的焊接方法，适用于各种材料、各种规格的薄壁细圆管的搅拌摩擦焊，各焊接参数可根据不同材料、不同规格的待焊薄壁细圆管进行调整，能够得到性能更优良的焊接接头，使焊接接头具有优良的力学性能、焊接效率高，且本发明采用的生产设备简单、生产效率高、可行性高、耗能少、无污染、绿色环保，解决了异种材料薄壁细圆管焊接的工艺难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本发明一实施例的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法的流程图；
[0030]图2为异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法的示意图；
[0031]图3为搅拌摩擦焊设备的搅拌头的示意图；
[0032]图4为第一预设距离的示意剖面图；
[0033]图5为第二预设距离的示意剖面图。
【具体实施方式】
[0034]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0035]如图1至5所示，本发明提供一种异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，包括:
[0036]步骤SI，将异种材料的第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3固定于一固定装置
5上，并将所述第一薄壁细圆管2、第二薄壁细圆管2和固定装置3通过一夹具固定于一搅拌摩擦焊设备上。
[0037]需要说明是的，这里所指的异种材料不仅是指的材质不同的薄壁细圆管和/或厚度不同的薄壁细圆管。
[0038]优选的，所述第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的外径D相同，所述外径D大于等于2mm且小于等于50mm,即所述外径D不小于2mm,不大于50mm。
[0039]优选的，所述第一薄壁细圆管2的厚度和第二薄壁细圆管3的厚度相同或不同，所述第一薄壁细圆管2的厚度和第二薄壁细圆管3的厚度均大于等于0.2mm且小于等于6mm，即所述第一薄壁细圆管2的厚度和第二薄壁细圆管3的厚度均不小于0.2mm且不大于6mm。
[0040]进一步的，当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度不同时，在第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管中厚度较大的一方的待焊一端开带钝边单边V形坡口；
[0041]当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度相同时，不需要开坡口。
[0042]进一步的，所述的坡口的钝边长度为第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管中厚度较小的一方的厚度，坡口角度大于等于30度且小于等于60度。
[0043]较佳的，所述固定装置5由两个圆柱体连接而成，所述两个圆柱体直径分别与所述第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的内径相同。即所述固定装置5可由直径不同或相同的两部分圆柱体组成，并且两部分圆柱体直径要求分别与所述第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的内径相同。
[0044]进一步的，当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度不同时，在所述两个圆柱体的连接处应有对应于所述薄壁细圆管所开坡口的角度的斜面；
[0045]当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度相同时，所述两个圆柱体直接连接。
[0046]步骤S2，如图4所示，设置搅拌摩擦焊设备的搅拌头I在所述第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的圆心连线6即中轴线方向上偏离所述第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的焊缝4的距离为第一预设距离01。
[0047]优选的，如图3所示，所述搅拌头I包括轴肩11和搅拌针12。
[0048]较佳的，如图3所示，所述轴肩11的直径Dl大于等于Imm且小于等于20mm。即所述搅拌头I的轴肩11直径Dl不小于Imm且不大于20mm。
[0049]较佳的，如图3所示，所述搅拌针12的直径D2大于等于0.3mm且小于等于6mm。即所述搅拌头的搅拌针12的直径D2不小于0.3mm且不大于6mm。
[0050]较佳的，所述搅拌针12的长度L为所述第一薄壁细圆管的厚度Tl和第二薄壁细圆管的厚度T2中较小者的值减去0.2mm?0.3mm。
[0051]优选的，当所述第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的抗拉强度不同时，所述第一预设距离01的偏移方向为所述第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3中抗拉强度较低的一方，所述第一预设距离为01搅拌针直径D2的0.25倍至0.75倍；当所述第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的抗拉强度相同时，所述第一预设距离01为零。
[0052]步骤S3，如图5所示，设置所述搅拌头I偏离其所在的第一薄壁细圆管2的横截面或第二薄壁细圆管3的横截面的纵轴线7的距离为第二预设距离02。
[0053]优选的，所述第二预设距离02为所述第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的外径D的0.02倍?0.1倍。
[0054]步骤S4，将所述搅拌头I垂直下压第三预设距离P后对所述第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3焊接360°。焊接360°以后，将搅拌头I抽出，焊接完成。[0055]优选的，所述第三预设距离P大于等于所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度中的较小者，且所述第三预设距离P小于等于所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度中的较小者的值加上所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的外径的0.03倍。即所述第三预设距离P的值不小于所述第一薄壁细圆管的厚度Tl和第二薄壁细圆管的厚度T2中较小者，且不大于所述第一薄壁细圆管的厚度Tl和第二薄壁细圆管的厚度T2中较小者与薄壁细圆管外径D值的0.03倍的两者之和。
[0056]综上，本发明采用搅拌摩擦焊进行异种材料的焊接以取代传统的焊接方法，适用于各种材料、各种规格的薄壁细圆管的搅拌摩擦焊，各焊接参数可根据不同材料、不同规格的待焊薄壁细圆管进行调整，能够得到性能更优良的焊接接头，使焊接接头具有优良的力学性能、焊接效率高，且本发明采用的生产设备简单、生产效率高、可行性高、耗能少、无污染、绿色环保，解决了异种材料薄壁细圆管焊接的工艺难题。
[0057]实施例一
[0058]如图2至5所示，本实施中，采用上述异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法对1060挤压铝管和3003挤压铝管进行对接焊接，其中1060和3003是GBT6893-2000标准中的铝牌号。第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的规格为:第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的外径D为均IOmm,第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的厚度均为0.5mm ;所用搅拌头的轴肩11的直径为3mm，搅拌针12的直径为1mm，搅拌针12的长度为0.3mm，搅拌头I的材料为H13钢，经淬火处理。当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度不同时，在第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管中厚度较大的一方的待焊一端开带钝边单边V形坡口。所述的坡口的钝边长度为第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管中厚度较小的一方的厚度，坡口角度大于等于30度且小于等于60度。当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度不同时，在所述两个圆柱体的连接处应有对应于所述薄壁细圆管所开坡口的角度的斜面
[0059]焊接前，先将搅拌头I安装在数控铣床的主轴头上，以使数控铣床的主轴头带动搅拌头进行高速旋转；然后将第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3固定在固定装置上，并用夹具将第一薄壁细圆管2、第二薄壁细圆管3和固定装置5形成的整体固定在数控铣床的工作台面上，且将第一薄壁细圆管2、第二薄壁细圆管3和固定装置5形成的整体的一端固定在数控铣床的分度头上，以使所述整体进行旋转。进行焊接时用分度头驱动薄壁细圆管，这样就可以通过绕轴线的线速度来等效搅拌头行进的焊接速度，从而简化焊接装置。完成上述步骤后，即可进行数控铣床的编程，使主轴头的运动和分度头的旋转按照下列参数来进行:
[0060]主轴头的运动的参数具体为，如图4所示，第一预设距离01取值为Omm;如图5所示，第二预设距离02取值为0.5mm或0.6mm或0.7mm ;第三预设距离P取值为0.6mm或
0.65mm或0.7mm ;搅拌头I转速取值为1700rpm或2400rpm。
[0061]分度头的旋转的参数具体为，第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的自转速度(即焊接速度)为Irpm?3rpm。焊接360°后,抽出搅拌头I,焊接试验完成。
[0062]与熔焊等其他焊接方法得到的接头相比，本实施例得到的薄壁细圆管的焊接接头表面更好，力学性能优良。
[0063]实施例二[0064]如图2至5所示，本实施中，采用上述异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法对1060挤压铝管(第一薄壁细圆管2)和紫铜管(第二薄壁细圆管3)进行对接焊接。第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的规格为:第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的外径D均为19mm,招管厚度为1.5mm,铜管厚度为Imm ;所用搅拌头I的轴肩11直径为6mm,搅拌针12的直径为2mm，搅拌针12的长度为0.7mm,材料为H13钢，经淬火处理。当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度相同时，不需要开坡口。当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度相同时，所述两个圆柱体直接连接。
[0065]焊接前，先将搅拌头I安装在数控铣床的主轴头上，以使数控铣床的主轴头带动搅拌头进行高速旋转；然后将第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3固定在固定装置5上，并用夹具将第一薄壁细圆管2、第二薄壁细圆管3和固定装置5形成的整体固定在数控铣床的工作台面上，且将第一薄壁细圆管2、第二薄壁细圆管3和固定装置5形成的整体的一端固定在数控铣床的分度头上，以使所述整体进行旋转。进行焊接时用分度头驱动薄壁细圆管，这样就可以通过绕轴线的线速度来等效搅拌头行进的焊接速度，从而简化焊接装置。完成上述步骤后，即可进行数控铣床的编程，使主轴头的运动和分度头的旋转按照下列参数来进行:
[0066]主轴头的运动的参数具体为，如图4所示，偏移距离01取值为0.5mm或Imm或
1.3mm，偏向铝管一侧；如图5所示，偏移距离02取值为Imm或1.2mm或1.5mm ;第三预设距离P取值为1.2mm或1.3mm或1.4mm ;搅拌头转速取值为1700rpm或2400rpm。
[0067]分度头的旋转的参数具体为，第一薄壁细圆管2和第二薄壁细圆管3的自转速度(即焊接速度)为Irpm?5rpm。焊接360°后,抽出搅拌头,焊接试验完成。
[0068]与熔焊等其他焊接方法得到的接头相比，本实施例得到的薄壁细铝铜管的焊接接头表面更好，力学性能优良，其性能达到了可使用的空调与制冷设备用铜端铝连接管的标准。
[0069]综上所述，本发明通过将异种材料的第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管固定于一固定装置上，并将所述第一薄壁细圆管、第二薄壁细圆管和固定装置通过一夹具固定于一搅拌摩擦焊设备上，设置搅拌摩擦焊设备的搅拌头在所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的圆心连线即中轴线方向上偏离所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的焊缝的距离为第一预设距离，设置所述搅拌头偏离其所在的第一薄壁细圆管的横截面或第二薄壁细圆管的横截面的纵轴线的距离为第二预设距离，将所述搅拌头垂直下压第三预设距离后对所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管焊接360°，本发明采用搅拌摩擦焊进行异种材料的焊接以取代传统的焊接方法，适用于各种材料、各种规格的薄壁细圆管的搅拌摩擦焊，各焊接参数可根据不同材料、不同规格的待焊薄壁细圆管进行调整，能够得到性能更优良的焊接接头，使焊接接头具有优良的力学性能、焊接效率高，且本发明采用的生产设备简单、生产效率高、可行性高、耗能少、无污染、绿色环保，解决了异种材料薄壁细圆管焊接的工艺难题。
[0070]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。[0071]专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0072]显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，包括: 将异种材料的第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管固定于一固定装置上，并将所述第一薄壁细圆管、第二薄壁细圆管和固定装置通过一夹具固定于一搅拌摩擦焊设备上； 设置搅拌摩擦焊设备的搅拌头在所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的圆心连线方向上偏离所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的焊缝的距离为第一预设距离； 设置所述搅拌头偏离其所在的第一薄壁细圆管的横截面或第二薄壁细圆管的横截面的纵轴线的距离为第二预设距离； 将所述搅拌头垂直下压第三预设距离后对所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管焊接 360。。
2.如权利要求1所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度相同或不同，所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度均大于等于0.2mm且小于等于6mm。
3.如权利要求2所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于， 当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度不同时，在第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管中厚度较大的一方的待焊一端开带钝边单边V形坡口； 当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度相同时，不需要开坡口。
4.如权利要求3所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述的坡口的钝边长度为第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管中厚度较小的一方的厚度，坡口角度大于等于30度且小 于等于60度。
5.如权利要求3所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述固定装置由两个圆柱体连接而成，所述两个圆柱体的直径分别与所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的内径相同。
6.如权利要求5所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于， 当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度不同时，在所述两个圆柱体的连接处应有对应于所述薄壁细圆管所开坡口的角度的斜面； 当所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度相同时，所述两个圆柱体直接连接。
7.如权利要求1所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述搅拌头包括轴肩和搅拌针。
8.如权利要求7所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述轴肩的直径大于等于Imm且小于等于20mm。
9.如权利要求7所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述搅拌针的直径大于等于0.3mm且小于等于6mm。
10.如权利要求7所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述搅拌针的长度为所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度中较小者的值减去 0.2mm ~0.3mm。
11.如权利要求1所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于， 当所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的抗拉强度不同时，所述第一预设距离的偏移方向为所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管中抗拉强度较低的一方，所述第一预设距离为搅拌针直径的0.25倍至0.75倍； 当所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的抗拉强度相同时，所述第一预设距离为零。
12.如权利要求1所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的外径相同，所述外径大于等于2mm且小于等于50mmo
13.如权利要求12所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述第二预设距离为所述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的外径的0.02倍~0.1倍。
14.如权利要求12所述的异种材料薄壁细圆管的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述第三预设距离大于等于所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度中的较小者，且所述第三预设距离小于等于所述第一薄壁细圆管的厚度和第二薄壁细圆管的厚度中的较小者的值加上所 述第一薄壁细圆管和第二薄壁细圆管的外径的0.03倍。
【文档编号】B23K20/12GK103537792SQ201310462335
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】陈科, 陈滨熹, 梁志远 申请人:上海交通大学, 大金工业株式会社