一种添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法

摘要

本发明公开了一种添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法，通过在两块拼焊板中间增加一块含Sc、Zr铝合金作为填充焊料，经搅拌摩擦焊接以后使含Sc、Zr成分的高强铝合金融合为焊接接头组织。本发明该种铝合金材料的性质更加稳定，通过在两块拼焊板之间增加第二种强度更高的铝合金材料，可以提高焊接接头强度；且由于事先预留了焊接材料，可以使由于轴肩压下造成的焊板表面不平整的现象消除，从而避免了外观沟槽缺陷。

权利要求

1.一种添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法，其特征在于，该添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法为：通过在两块拼焊板中间增加一块含Sc、Zr铝合金作为填充焊料，经搅拌摩擦焊接以后使含Sc、Zr成分的高强铝合金融合为焊接接头组织；

所述添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法包括以下步骤：将选择的含Sc、Zr铝合金材料加工成T形，插入需焊接的两块铝锂合金拼焊板间隙；插入的T形铝合金材料Sc、Zr质量含量为0.2％～0.4％；

焊接前测量待焊材料的平行度、高度；轴肩向内包住含Sc、Zr铝合金材料。

2.如权利要求1所述的添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法，其特征在于，含Sc、Zr的T形铝合金材料插入间隙的部分宽度大于搅拌针直径，小于轴肩宽度；平行于板面方向的部分厚度大于轴肩压下量3mm～5mm。

说明书

一种添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法

技术领域

[0001] 本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法。

背景技术

[0002] 搅拌摩擦焊接(FSW)是使待焊工件在搅拌头轴肩与搅拌针的搅拌及挤压作用下实现材料连接的固相焊接技术，该技术具有接头质量高、焊接变形小和焊接过程绿色无污染等特点，是铝合金的优选焊接方法。

[0003] 但是，经疲劳、断裂及弯曲等试验证明，2xxx系铝锂合金由于在搅拌摩擦焊接过程中轴肩与工件摩擦产生大量热量会造成工件表面层锂的挥发和烧损，从而使焊接接头软化，焊接接头性能降低。且由于2xxx系铝锂合金强度较高，在搅拌摩擦焊接初始阶段需要较大的压下量，造成在焊接结束后焊缝区域下陷，而使焊接板材表面不平整。

[0004] 目前，通常采用对接头进行焊后热处理的方法提高焊接接头性能。然而，该方法在实际应用方面存在不足。例如，焊接接头区域由于锂的烧损使材料成分发生改变，通过焊后热处理并不能有效恢复接头性能。此外，由于轴肩压下量较大时会造成焊板表面不平整的问题，从而使该处成为薄弱环节，但目前尚无相关应对技术的报道。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种，旨在解决焊接接头区域焊后热处理不能有效恢复接头性能，而且会造成焊板表面不平整的问题。

[0006] 本发明是这样实现的，一种添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法为：

[0007] 通过在两块拼焊板中间增加一块含Sc、Zr铝合金作为填充焊料，经搅拌摩擦焊接以后使含Sc、Zr成分的高强铝合金融合为焊接接头组织。

[0008] 所述添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法包括以下步骤：

[0009] 将选择的含Sc、Zr铝合金材料加工成T形，插入需焊接的两块铝锂合金拼焊板间隙；根据焊接要求，插入的T形铝合金材料Sc、Zr质量含量为0.2％～0.4％；

[0010] 焊接前测量待焊材料的平行度、高度；轴肩向内包住含Sc、Zr铝合金材料。

[0011] 含Sc、Zr的T形铝合金材料插入间隙的部分宽度大于搅拌针直径，小于轴肩宽度；平行于板面方向的部分厚度略大于轴肩压下量3mm～5mm。

[0012] 本发明提供的添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法，由于该种铝合金材料的性质更加稳定，通过在两块拼焊板之间增加第二种强度更高的铝合金材料，可以提高焊接接头强度；且由于事先预留了焊接材料，可以使由于轴肩压下造成的焊板表面不平整的现象消除，从而避免了外观沟槽缺陷。

附图说明

[0013] 图1是本发明实施例提供的添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法流程图。

具体实施方式

[0014] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0015] 下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

[0016] 本发明实施例提供的添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法为：

[0017] 通过在两块拼焊板中间增加一块高强铝合金(铝钪合金或其它高强铝合金)作为填充焊料，经搅拌摩擦焊接以后使含Sc、Zr等成分的高强铝合金融合为焊接接头组织。

[0018] 本实施方案中选择的材料分别为2195铝锂合金和含Sc、Zr铝合金，具体实施方案如下：

[0019] 如图1所示：本发明实施例提供的添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法，具体包括以下步骤：

[0020] S101：将选择的含Sc、Zr铝合金材料加工成T形，插入需焊接的两块铝锂合金拼焊板间隙；根据焊接要求，插入的T形铝合金材料Sc、Zr质量含量为0.2％～0.4％；插入拼焊板间隙部分的宽度应大于搅拌针直径，小于轴肩宽度；平行于板面方向的部分厚度略大于轴肩压下量3mm～5mm。

[0021] S102：焊接前测量待焊材料的平行度、高度，避免造成飞边缺陷；轴肩设计可向内包住含Sc、Zr铝合金材料，在焊接过程中起到补缩作用。

[0022] 本发明提供的添加中间焊接材料提高铝锂合金焊接接头强度的方法，由于该种铝合金材料的性质更加稳定，通过在两块拼焊板之间增加第二种强度更高的铝合金材料，可以提高焊接接头强度；且由于事先预留了焊接材料，可以使由于轴肩压下造成的焊板表面不平整的现象消除，从而避免了外观沟槽缺陷。

[0023] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。