无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010676299.8 (22)申请日 2020.07.14 (71)申请人 贵州理工学院 地址 550000 贵州省贵阳市云岩区贵工路1 号 (72)发明人 杨江黄朝文何杰军朱阮利 (74)专利代理机构 北京国坤专利代理事务所 (普通合伙) 11491 代理人 赵红霞 (51)Int.Cl. B23K 20/12(2006.01) B23K 20/26(2006.01) (54)发明名称 无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接 方法 (57)摘要 本发明提供无磁金属材料与异。

2、型金属材料 的摩擦焊接方法， 涉及金属材料焊接技术领域。 该无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方 法， 包括以下步骤： 1)准备无磁金属材料管体与 异型金属材料管体， 利用金属探伤仪检测无磁金 属材料管体与异型金属材料管体是否存在损伤； 2)确定无磁金属材料管体与异型金属材料管体 的焊接端面， 在焊接端面做上标记。 本发明， 通过 旋转无磁金属材料管体， 使得无磁金属材料管体 与异型金属材料管体摩擦生热， 然后通过多次施 加顶锻力， 确保了异型金属材料管体的轴向移 动， 使得无磁金属材料管体与异型金属材料管体 稳定的焊接在一起， 整个焊接工艺操作较为简 单， 焊接效率高。 权利要求书1页 说。

3、明书3页 CN 111843174 A 2020.10.30 CN 111843174 A 1.无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方法， 其特征在于： 所述方法包括以下步 骤： 1)准备无磁金属材料管体与异型金属材料管体， 利用金属探伤仪检测无磁金属材料管 体与异型金属材料管体是否存在损伤， 除去存在损伤的无磁金属材料管体或异型金属材料 管体； 2)确定无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面， 在焊接端面做上标记， 然 后将无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面进行打磨抛光处理； 3)在无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面进行倒角处理， 让无磁金属材 料管体与异型金属材料。

4、管体的焊接端面形成圆形凸起， 打磨并抛光； 4)利用两个夹持机构分别夹持住无磁金属材料管体与异型金属材料管体， 无磁金属材 料管体的夹持机构可以带着工件旋转， 异型金属材料管体的夹持机构可以带着工件轴向移 动； 5)将无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面对齐， 两个焊接端面相贴合在 一起， 启动旋转设备， 无磁金属材料管体开始旋转， 并与异型金属材料管体摩擦， 当两个管 体的焊接端面开始产生飞边时， 启动轴向移动设备， 异型金属材料管体开始施加第一次顶 锻力， 然后施加第二次顶锻力与第三次顶锻力； 6)当焊接端面摩擦加热到焊接温度时， 急速停止无磁金属材料管体运动， 最后一次施 加顶锻。

5、力， 使无磁金属材料管体与异型金属材料管体产生塑性变形， 即完成摩擦焊接； 7)当无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接处冷却至室温之后， 对焊接处进行 打磨， 除去焊接处的飞边， 并做抛光处理。 2.根据权利要求1所述的无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方法， 其特征在于： 所述步骤2中打磨抛光处理后的光洁度为1.6。 3.根据权利要求1所述的无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方法， 其特征在于： 所述步骤3中倒角处理后的角度为1-3 。 4.根据权利要求1所述的无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方法， 其特征在于： 所述步骤5中无磁金属材料管体的旋转速度为100-1000r/min。

6、。 5.根据权利要求1所述的无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方法， 其特征在于： 所述步骤5中施加第一次顶锻力的顶进距离为2-5mm， 间隔2-3s开始施加第二次顶锻力， 顶 进距离为3-5mm， 间隔1-2s开始施加第三次顶锻力， 顶进距离为2-4mm。 6.根据权利要求1所述的无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方法， 其特征在于： 所述步骤6中最后一次施加顶锻力的顶进距离为10-15mm。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111843174 A 2 无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方法 技术领域 0001 本发明涉及金属材料焊接技术领域， 具体为无磁金属材料与异型金属材料的摩擦。

7、 焊接方法。 背景技术 0002 摩擦焊接是利用热塑性材料间摩擦所生成的摩擦热而使其在摩擦面发生熔化， 而 后加压， 在顶锻压力下冷却使其焊合的方法称为摩擦焊接， 此法最适用于旋转体制件， 与金 属摩擦焊类似， 焊接时一件固定， 另一件旋转并加压力。 0003 目前， 对于在不同密度的材料之间和不同熔点材料之间， 非磁材料和合金钢材之 间的摩擦焊接技术刚刚起步， 由于电化学的电池作用使得这一领域成为禁区， 同时， 由于异 种材料的熔点、 导热率、 以及塑性流动能力相差较大等问题， 限制了无磁金属材料与异型金 属材料之间的焊接工艺， 虽然， 现有技术中已开始实现无磁金属材料与异型金属材料之间 的。

8、摩擦焊接， 但是由于工艺较为简单， 焊接后的材料之间同轴度以及偏差度误差较大， 从而 影响了后续工件的使用。 发明内容 0004 (一)解决的技术问题 0005 针对现有技术的不足， 本发明提供了无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方 法， 解决了现有技术中存在的缺陷与不足。 0006 (二)技术方案 0007 为实现以上目的， 本发明通过以下技术方案予以实现： 无磁金属材料与异型金属 材料的摩擦焊接方法， 所述方法包括以下步骤： 0008 1)准备无磁金属材料管体与异型金属材料管体， 利用金属探伤仪检测无磁金属材 料管体与异型金属材料管体是否存在损伤， 除去存在损伤的无磁金属材料管体或异型金。

9、属 材料管体； 0009 2)确定无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面， 在焊接端面做上标 记， 然后将无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面进行打磨抛光处理； 0010 3)在无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面进行倒角处理， 让无磁金 属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面形成圆形凸起， 打磨并抛光； 0011 4)利用两个夹持机构分别夹持住无磁金属材料管体与异型金属材料管体， 无磁金 属材料管体的夹持机构可以带着工件旋转， 异型金属材料管体的夹持机构可以带着工件轴 向移动； 0012 5)将无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面对齐， 两个焊接端面相贴 合在一。

10、起， 启动旋转设备， 无磁金属材料管体开始旋转， 并与异型金属材料管体摩擦， 当两 个管体的焊接端面开始产生飞边时， 启动轴向移动设备， 异型金属材料管体开始施加第一 次顶锻力， 然后施加第二次顶锻力与第三次顶锻力； 说明书 1/3 页 3 CN 111843174 A 3 0013 6)当焊接端面摩擦加热到焊接温度时， 急速停止无磁金属材料管体运动， 最后一 次施加顶锻力， 使无磁金属材料管体与异型金属材料管体产生塑性变形， 即完成摩擦焊接； 0014 7)当无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接处冷却至室温之后， 对焊接处 进行打磨， 除去焊接处的飞边， 并做抛光处理。 0015 优选的。

11、， 所述步骤2中打磨抛光处理后的光洁度为1.6。 0016 优选的， 所述步骤3中倒角处理后的角度为1-3 。 0017 优选的， 所述步骤5中无磁金属材料管体的旋转速度为100-1000r/mi n。 0018 优选的， 所述步骤5中施加第一次顶锻力的顶进距离为2-5mm， 间隔2-3s开始施加 第二次顶锻力， 顶进距离为3-5mm， 间隔1-2s开始施加第三次顶锻力， 顶进距离为2-4mm。 0019 优选的， 所述步骤6中最后一次施加顶锻力的顶进距离为10-15mm。 0020 (三)有益效果 0021 本发明提供了无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方法。 具备以下有益效 果： 002。

12、2 1、 本发明， 通过旋转无磁金属材料管体， 使得无磁金属材料管体与异型金属材料 管体摩擦生热， 然后通过多次施加顶锻力， 确保了异型金属材料管体的轴向移动， 使得无磁 金属材料管体与异型金属材料管体稳定的焊接在一起， 整个焊接工艺操作较为简单， 焊接 效率高。 0023 2、 本发明， 通过对无磁金属材料管体与异型金属材料管体的金属探伤、 打磨抛光 以及倒角处理， 不仅保证了无磁金属材料管体与异型金属材料管体的质量， 同时也提高了 后续的焊接质量， 提高了焊接的同轴度， 减少了焊接的偏差度。 具体实施方式 0024 下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述。

13、的实 施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的 范围。 0025 实施例： 0026 本发明实施例提供无磁金属材料与异型金属材料的摩擦焊接方法， 该方法包括以 下步骤： 0027 1)准备无磁金属材料管体与异型金属材料管体， 利用金属探伤仪检测无磁金属材 料管体与异型金属材料管体是否存在损伤， 除去存在损伤的无磁金属材料管体或异型金属 材料管体； 0028 2)确定无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面， 在焊接端面做上标 记， 然后将无磁金属材料管体与异型金属。

14、材料管体的焊接端面进行打磨抛光处理， 打磨抛 光处理后的光洁度为1.6； 0029 3)在无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面进行倒角处理， 倒角处理 后的角度为1-3 ， 让无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面形成圆形凸起， 打 磨并抛光； 0030 4)利用两个夹持机构分别夹持住无磁金属材料管体与异型金属材料管体， 无磁金 说明书 2/3 页 4 CN 111843174 A 4 属材料管体的夹持机构可以带着工件旋转， 异型金属材料管体的夹持机构可以带着工件轴 向移动； 0031 5)将无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接端面对齐， 两个焊接端面相贴 合在一起， 启动旋。

15、转设备， 无磁金属材料管体开始旋转， 无磁金属材料管体的旋转速度为 100-1000r/mi n， 并与异型金属材料管体摩擦， 当两个管体的焊接端面开始产生飞边时， 启 动轴向移动设备， 异型金属材料管体开始施加第一次顶锻力， 然后施加第二次顶锻力与第 三次顶锻力， 其中， 施加第一次顶锻力的顶进距离为2-5mm， 间隔2-3s开始施加第二次顶锻 力， 顶进距离为3-5mm， 间隔1-2s开始施加第三次顶锻力， 顶进距离为2-4mm； 0032 6)当焊接端面摩擦加热到焊接温度时， 急速停止无磁金属材料管体运动， 最后一 次施加顶锻力， 顶进距离为10-15mm， 使无磁金属材料管体与异型金属。

16、材料管体产生塑性变 形， 即完成摩擦焊接； 0033 7)当无磁金属材料管体与异型金属材料管体的焊接处冷却至室温之后， 对焊接处 进行打磨， 除去焊接处的飞边， 并做抛光处理。 0034 本发明， 通过旋转无磁金属材料管体， 使得无磁金属材料管体与异型金属材料管 体摩擦生热， 然后通过多次施加顶锻力， 确保了异型金属材料管体的轴向移动， 使得无磁金 属材料管体与异型金属材料管体稳定的焊接在一起， 整个焊接工艺操作较为简单， 焊接效 率高； 通过对无磁金属材料管体与异型金属材料管体的金属探伤、 打磨抛光以及倒角处理， 不仅保证了无磁金属材料管体与异型金属材料管体的质量， 同时也提高了后续的焊接质。

17、 量， 提高了焊接的同轴度， 减少了焊接的偏差度。 0035 需要说明的是， 在本文中， 诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来， 而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。 而且， 术语 “包括” 、“包含” 或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含， 从而使得包括一系列要素的过程、 方法、 物品或者设备不仅包括那些要 素， 而且还包括没有明确列出的其他要素， 或者是还包括为这种过程、 方法、 物品或者设备 所固有的要素。 在没有更多限制的情况下， 由语句 “包括一个引用结构” 限定的要素， 并不排 除在包括所述要素的过程、 方法、 物品或者设备中还存在另外的相同要素。 0036 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 3/3 页 5 CN 111843174 A 5 。