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CN105772934A - 一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构及其焊接方法 - Google Patents

一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构及其焊接方法 Download PDF

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CN105772934A
CN105772934A CN201610193473.7A CN201610193473A CN105772934A CN 105772934 A CN105772934 A CN 105772934A CN 201610193473 A CN201610193473 A CN 201610193473A CN 105772934 A CN105772934 A CN 105772934A
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concave
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metal
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CN201610193473.7A
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袁鸽成
郭海斌
杨安宸
胡永俊
程永奇
林典海
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Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
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    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构及其焊接方法，由两块相互匹配的第一金属厚板、第二金属厚板通过搅拌摩擦方式焊接成夹角为直角的角件整体，第一直角对接端设置有凹凸交替的第一凹凸结构，第二直角对接端设置有凹凸交替的第二凹凸结构，第一凹凸结构与第二凹凸结构相匹配。第一凹凸结构设置有相互交替的第一凸部和第一凹部；第二凹凸结构设置有相互交替的第二凸部和第二凹部。该金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构及其焊接方法能够在摩擦焊接中提高金属厚板的实际连接表面积，从而提高直角焊接处的结构强度。

Description

一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构及其焊接方法
技术领域
本发明涉及金属厚板焊接技术领域，特别是涉及一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构及其焊接方法。
背景技术
目前工业中主要利用埋弧焊等传统熔化焊方法通过堆焊的方式对金属厚板进行焊接，但进行熔化焊时由于焊接接头容易产生氧化、气孔等缺陷，接头性能较差。而搅拌摩擦焊接由于解决了传统熔化焊易氧化、多气孔等问题已越来越被广泛地推广应用，目前搅拌摩擦焊主要应用于金属薄板对接，而对于金属厚板的焊接，多人提出采用加大搅拌头、加长搅拌针以及双面搅拌摩擦焊接技术。但增大搅拌头及加长搅拌针后为保证足够的热输入量，随着待焊件厚度增加对设备质量要求呈指数增加，常规搅拌摩擦焊机并不能满足其要求。此外，对于需要进行直角焊接的金属厚板或者带有厚板状凸出端的工件，双面搅拌摩擦焊接显然并不满足焊接前提。
因此，针对现有技术不足，提供一种焊接处结构强度良好的金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构及其焊接方法以克服现有技术不足甚为必要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构及其焊接方法，该金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构及其焊接方法具有焊接处结构强度良好的特点。
本发明的上述目的通过如下技术手段实现。
提供一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构，由两块相互匹配的第一金属厚板、第二金属厚板通过搅拌摩擦方式焊接成夹角为直角的角件整体，所述第一金属厚板设置有第一直角对接端，所述第二金属厚板设置有第二直角对接端；
所述第一直角对接端设置有凹凸交替的第一凹凸结构，所述第二直角对接端设置有凹凸交替的第二凹凸结构，所述第一凹凸结构与所述第二凹凸结构相匹配，所述第一直角对接端与所述第二直角对接端通过第一凹凸结构、第二凹凸结构拼接形成角件整体。
优选的，上述第一凹凸结构设置于第一直接对接端的45o倾斜面位置，所述第一凹凸结构设置有相互交替的第一凸部和第一凹部；
所述第二凹凸结构设置于第二直接对接端的45o倾斜面位置，所述第二凹凸结构设置有相互交替的第二凸部和第二凹部。
优选的，上述第一凸部的第一凸出角A1与第一凹入角B1的角度相同；
所述第二凸部的第二凸出角A2与第二凹入角B2的角度相同；且A1等于A2。
优选的，上述第一凸部的长度L1与第一凹部的长度S1相等；
所述第二凸部的长度L2与第二凹部的长度S3相等，且L1等于L2。
优选的，上述第一凸部的长度L1与第一金属厚板的厚度H1相等；所述第二凸部的长度L2与第二金属厚板的厚度H2相等。第一凸部的长度L1大于20mm。
本发明的金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构，其第一直角对接端设置有凹凸交替的第一凹凸结构，第二直角对接端设置有凹凸交替的第二凹凸结构。该金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构通过对第一直接对接端、第二直接对接端相应设置相互匹配的凹凸结构，能够在摩擦焊接中提高金属厚板的实际连接表面积，从而提高直角焊接处的结构强度。
本发明同时提供一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接方法，将待焊接的两块金属板分别加工成上述第一金属厚板、第二金属厚板的结构，然后将两块金属板拼接，通过搅拌焊接方式对直角两端进行搅拌摩擦焊接。
本发明的金属厚板直角搅拌摩擦焊接方法，待焊接的两块金属板分别具有第一凹凸结构、第二凹凸结构后再进行搅拌摩擦焊接，能够在摩擦焊接中提高金属厚板的实际连接表面积，从而提高直角焊接处的结构强度。
附图说明
利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构的焊接状态的示意图。
图2是本发明金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构的第一金属厚板、第二金属厚板的分解状态的结构示意图。
在图1至图2中，包括：
第一金属厚板100、
第一凸部110、第一凹部120、
第二金属厚板200、
第二凸部210、第二凹部220、
搅拌头300。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1。
一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构，如图1、图2所示，由两块相互匹配的第一金属厚板100、第二金属厚板200通过搅拌摩擦方式焊接成夹角为直角的角件整体。第一金属厚板100设置有第一直角对接端，第二金属厚板200设置有第二直角对接端，第一金属厚板100、第二金属厚板200通过第一直角对接端、第二直接对接端配合焊接。
第一直角对接端设置有凹凸交替的第一凹凸结构，第二直角对接端设置有凹凸交替的第二凹凸结构，第一凹凸结构与第二凹凸结构相匹配，第一直角对接端与第二直角对接端通过第一凹凸结构、第二凹凸结构拼接形成角件整体，并通过搅拌摩擦方式将对接面焊接。
具体的，第一凹凸结构设置于第一直接对接端的45o倾斜面位置，第一凹凸结构设置有相互交替的第一凸部110和第一凹部120。
第二凹凸结构设置于第二直接对接端的45o倾斜面位置，第二凹凸结构设置有相互交替的第二凸部210和第二凹部220。
第一凹凸结构、第二凹凸结构相互装配实现直角结构的拼接，拼接后再通过搅拌头300以搅拌摩擦焊接方式对直角两端进行搅拌摩擦焊接。具体搅拌摩擦焊接道次可以根据实际板厚情况对其继续两端单道次或者多道次焊接。该金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构通过对第一直接对接端、第二直接对接端相应设置相互匹配的凹凸结构，能够在摩擦焊接中提高金属厚板的实际连接表面积，从而提高直角焊接处的结构强度。
优选的，第一凸部110的第一凸出角A1与第一凹入角B1的角度相同；第二凸部210的第二凸出角A2与第二凹入角B2的角度相同；且A1等于A2。
第一凸部的长度L1与第一凹部120的长度S1相等；第二凸部210的长度L2与第二凹部220的长度S3相等，且L1等于L2。
第一凸部110的长度L1与第一金属厚板100的厚度H1相等；第二凸部210的长度L2与第二金属厚板200的厚度H2相等。第一凸部110的长度L1大于20mm。
该金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构能够在摩擦焊接中提高金属厚板的实际连接表面积，从而提高直角焊接处的结构强度，而且具有结构简单、加工制备方便的特点。
需要说明的是，第一凸部、第二凸部、第一凹部、第二凹部的结构和尺寸不局限于本实施例的情况，也可以根据具体需要设置为非相同的结构，只要满足第一凹凸结构、第二凹凸结构相匹配即可。
实施例2。
一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接方法，将待焊接的两块金属板分别加工成上述第一金属厚板、第二金属厚板的结构，然后将两块金属板拼接，通过搅拌焊接方式对直角两端进行搅拌摩擦焊接。该金属厚板直角搅拌摩擦焊接方法，待焊接的两块金属板分别具有第一凹凸结构、第二凹凸结构后再进行搅拌摩擦焊接，能够在摩擦焊接中提高金属厚板的实际连接表面积，从而提高直角焊接处的结构强度。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，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实质和范围。

Claims (7)

1.一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构，由两块相互匹配的第一金属厚板、第二金属厚板通过搅拌摩擦方式焊接成夹角为直角的角件整体，其特征在于：所述第一金属厚板设置有第一直角对接端，所述第二金属厚板设置有第二直角对接端；所述第一直角对接端设置有凹凸交替的第一凹凸结构，所述第二直角对接端设置有凹凸交替的第二凹凸结构，所述第一凹凸结构与所述第二凹凸结构相匹配，所述第一直角对接端与所述第二直角对接端通过第一凹凸结构、第二凹凸结构拼接形成角件整体并通过摩擦焊接方式焊接。
2.根据权利要求1所述的金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构，其特征在于：所述第一凹凸结构设置于第一直接对接端的45o倾斜面位置，所述第一凹凸结构设置有相互交替的第一凸部和第一凹部；所述第二凹凸结构设置于第二直接对接端的45o倾斜面位置，所述第二凹凸结构设置有相互交替的第二凸部和第二凹部。
3.根据权利要求2所述的金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构，其特征在于：所述第一凸部的第一凸出角A1与第一凹入角B1的角度相同；所述第二凸部的第二凸出角A2与第二凹入角B2的角度相同；且A1等于A2。
4.根据权利要求3所述的金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构，其特征在于：所述第一凸部的长度L1与第一凹部的长度S1相等；所述第二凸部的长度L2与第二凹部的长度S3相等，且L1等于L2。
5.根据权利要求4所述的金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构，其特征在于：所述第一凸部的长度L1与第一金属厚板的厚度H1相等；所述第二凸部的长度L2与第二金属厚板的厚度H2相等。
6.根据权利要求5所述的金属厚板直角搅拌摩擦焊接结构，其特征在于：第一凸部的长度L1大于20mm。
7.一种金属厚板直角搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：将待焊接的两块金属板分别加工成如权利要求1至6任意一项的第一金属厚板、第二金属厚板的结构，然后将两块金属板拼接，通过搅拌焊接方式对直角两端进行搅拌摩擦焊接。
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