專利名稱：鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁及鋁合金焊接領(lǐng)域，特別是涉及一種鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法。
背景技術(shù)：
鋁及鋁合金螺旋管是將鋁及鋁合金卷材按一定螺旋線的角度卷成管坯，然后將管縫焊接起來制成的?？梢杂猛环N寬度的卷材連續(xù)卷曲成型焊接生產(chǎn)出不同直徑規(guī)格的管材，此種管材廣泛應(yīng)用于電氣、石化以及低溫儲罐等領(lǐng)域。不同牌號的鋁合金，焊接特性各異。在螺旋焊管生產(chǎn)線中采用任一種傳統(tǒng)的焊接方式如:熔焊、電阻焊、氣焊、等離子弧焊、電子束焊、真空擴(kuò)散焊等都無法滿足焊接不同型號鋁合金的需要。因此，迫切需要一種適應(yīng)廣，效率高，并且能滿足各種牌號鋁及鋁合金螺旋焊管焊接生產(chǎn)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于所有牌號鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法。所述鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法主要包括:以下步驟:步驟1.1，鋁及鋁合金卷材按預(yù)定螺旋線的角度卷成管坯；步驟1.2，使用轉(zhuǎn)動輥定位對齊管縫并且支撐已成形的管坯防止變形；步驟2.1，管縫通過攪拌摩擦焊接法焊接。
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優(yōu)選的，所述方法還包括步驟3.1，對焊縫進(jìn)行毛刺清理和拋光。優(yōu)選的，所述方法還包括步驟1.3，采用壓輥對所述焊縫的焊接部位進(jìn)行輥壓處理，使所述焊接部位增高。優(yōu)選的，所述方法還包括使用工控機(jī)、顯示裝置和攝像頭實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控成型及焊接過程，以及焊接參數(shù)的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄，隨時(shí)調(diào)整及優(yōu)化焊接參數(shù)，不同牌號鋁合金焊接參數(shù)的配方化調(diào)用的步驟。依照本發(fā)明的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法是在機(jī)架上安裝有螺旋管成型裝置和攪拌摩擦焊接裝置，攪拌摩擦焊接裝置上設(shè)置有平面或弧形支撐扇面的雙軸肩攪拌頭或單軸肩攪拌頭。在攪拌頭附近根據(jù)需要設(shè)置一組或若干組夾緊輥、支撐輥或支撐墊輥等。以便成型后的螺旋管不會產(chǎn)生位移、變形、刮花等缺陷。并且安裝有一組或若干組毛刺清理裝置及拋光裝置，如打磨輥。依照本發(fā)明的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法先以攪拌頭對已成螺旋管狀的鋁及鋁合金管坯的接縫處進(jìn)行攪拌摩擦焊接。待焊好部分旋轉(zhuǎn)到毛刺清理裝置及拋光裝置時(shí)，由內(nèi)側(cè)及外側(cè)的毛刺清理裝置及拋光裝置對其進(jìn)行去毛刺處理及拋光處埋。依照本發(fā)明的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法采用攝像頭及工控機(jī)來實(shí)現(xiàn)焊接過程的遠(yuǎn)程精確控制，以及焊接參數(shù)的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄。采用依照本發(fā)明的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法實(shí)現(xiàn)高速、高效、適應(yīng)生產(chǎn)各種不同牌號鋁及鋁合金螺旋焊管的目的。依照本發(fā)明的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法具有的優(yōu)點(diǎn)為:卷制鋁及鋁合金螺旋管時(shí)同步進(jìn)行攪拌摩擦的焊接作業(yè)，工效大幅提高。與傳統(tǒng)焊接方式比功效相當(dāng)或略高；焊接時(shí)，刮板工具及打磨工具同時(shí)進(jìn)行去毛刺處理及拋光處理，極大提高了生產(chǎn)效率。由于采用的是攪拌摩擦焊，焊縫區(qū)的成分與母材完全一樣，降低了焊縫局部腐蝕的傾向。焊縫組織為鍛造組織且晶粒得到了細(xì)化，其力學(xué)性能優(yōu)良特別是抗疲勞性能。還可以提高可熱處理強(qiáng)化鉛合金的接頭強(qiáng)度。焊縫沒有夾渣、氣孔、裂紋。焊縫質(zhì)量比傳統(tǒng)焊接方式高。焊接過程不需要填充焊絲和惰性氣體保護(hù)；焊前不需要開坡口。大幅節(jié)約了成本。易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化?？梢詫?shí)現(xiàn)焊接過程的精確控制，以及焊接參數(shù)的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄。


圖1為依照本發(fā)明的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法的優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域的技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。圖1為依照本發(fā)明的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法的優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖。如圖1所示，鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法包括以下步驟:步驟1.1，鋁及鋁合金卷材按預(yù)定螺旋線的角度卷成管坯；步驟1.2，使用轉(zhuǎn)動輥定位對齊管縫；如使用兩組夾緊輥2，兩組支撐墊輥3、兩組支承棍4。其中，夾緊輥是為了防止管縫張開及錯位；支承輥是為了防止焊接前成形的管坯變形；支撐墊輥是為了保證焊接后的管子的成形良好。所述多組轉(zhuǎn)動輥用于支撐鋁及鋁合金卷材8，對齊管坯的管縫 及防止已成形管坯變形。通常，采用摩擦攪拌焊接方式生產(chǎn)鋁及鋁合金螺旋焊管，由于待焊接區(qū)域沒有新增加的基體金屬，如焊絲等。所以焊縫高度沒有增加，相反還略有降低。這就造成焊縫區(qū)域強(qiáng)度低于基體金屬區(qū)域強(qiáng)度的問題，使得管材存在焊縫強(qiáng)度缺陷。優(yōu)選的，所述方法還包括步驟1.3，采用壓輥對所述焊縫的焊接部位進(jìn)行輥壓處理，使所述焊接部位增高；步驟2.1，管縫通過摩擦攪拌焊接法焊接。使用具有攪拌頭I的攪拌摩擦焊接裝置。步驟3.1，對焊縫進(jìn)行毛刺清理和拋光。所述方法還包括使用毛刺清理裝置，如刮板5,以及拋光裝置,如打磨棍6。優(yōu)選的，所述方法還包括使用工控機(jī)、顯示裝置9和攝像頭7實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控成型及焊接過程，以及焊接參數(shù)的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄，隨時(shí)調(diào)整及優(yōu)化焊接參數(shù)，不同牌號鋁合金焊接參數(shù)的配方化調(diào)用的步驟。采用依照本發(fā)明的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法實(shí)現(xiàn)高速、高效、適應(yīng)生產(chǎn)各種不同牌號鋁及鋁合金螺旋焊管的目的。依照本發(fā)明的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法具有的優(yōu)點(diǎn)為:卷制鋁及鋁合金螺旋管時(shí)同步進(jìn)行攪拌摩擦的焊接作業(yè)，工效大幅提高。與傳統(tǒng)焊接方式比功效相當(dāng)或略高；焊接時(shí)，刮板工具及打磨工具同時(shí)進(jìn)行去毛刺處理及拋光處理，極大提高了生產(chǎn)效率。由于采用的是攪拌摩擦焊，焊縫區(qū)的成分與母材完全一樣，降低了焊縫局部腐蝕的傾向。焊縫組織為鍛造組織且晶粒得到了細(xì)化，其力學(xué)性能優(yōu)良特別是抗疲勞性能。還可以提高可熱處理強(qiáng)化鉛合金的接頭強(qiáng)度。焊縫沒有夾渣、氣孔、裂紋。焊縫質(zhì)量比傳統(tǒng)焊接方式高。焊接過程不需要填充焊絲和惰性氣體保護(hù)；焊前不需要開坡口。大幅節(jié)約了成本。易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化?？梢詫?shí)現(xiàn)焊接過程的精確控制，以及焊接參數(shù)的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄。與熔焊方法相比，攪拌摩擦焊過程沒有熔渣飛濺、煙塵、以及弧光的紅外線或紫外線等有害輻射對人體的危害等。盡管本發(fā)明的實(shí)施方案己公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里 示出與描述的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述方法主要包括以下步驟: 步驟1.1，鋁及鋁合金卷材按預(yù)定螺旋線的角度卷成管坯； 步驟1.2，使用轉(zhuǎn)動輥定位對齊管縫并且支撐已成形的管坯防止變形； 步驟2.1，管縫通過攪拌摩擦焊接法焊接。
2.如權(quán)利要求1所述的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述方法還包括步驟3.1，對焊縫進(jìn)行毛刺清理和拋光。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述方法還包括步驟1.3，采用壓輥對所述焊縫的焊接部位進(jìn)行輥壓處理，使所述焊接部位增聞。
4.如權(quán)利要求 3所述的鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述方法還包括使用工控機(jī)、顯示裝置和攝像頭實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控成型及焊接過程，以及焊接參數(shù)的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄，隨時(shí)調(diào)整及優(yōu)化焊接參數(shù)，不同牌號鋁合金焊接參數(shù)的配方化調(diào)用的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁及鋁合金螺旋管成型攪拌摩擦焊接方法，所述方法主要包括以下步驟:鋁及鋁合金卷材按預(yù)定螺旋線的角度卷成管坯;使用轉(zhuǎn)動輥定位對齊管縫并且支撐已成形的管坯防止變形;以及管縫通過攪拌摩擦焊接法焊接。依照本發(fā)明的方法是一種適應(yīng)廣，效率高，并且能滿足各種牌號鋁及鋁合金螺旋焊管焊接生產(chǎn)的方法。
文檔編號B23K103/10GK103240571SQ201310162350
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者姚雪飛 申請人:湖北省奧克南管業(yè)有限公司