一種工件表面缺陷的修補(bǔ)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種工件表面缺陷的修補(bǔ)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]攪拌摩擦焊接過(guò)程中，如圖5所示，在焊縫的結(jié)束處會(huì)留有尾孔(為缺陷2的一種)，影響工件表面美觀。部分產(chǎn)品要求必須消除該尾孔。目前焊接尾孔的消除方法有三種，其中一種是利用可回抽的攪拌頭消除焊后尾孔，另外一種是采用摩擦塞焊工藝消除焊后尾孔，第三種是焊接時(shí)采用引入引出板。其中可回抽式攪拌頭消除尾孔過(guò)程中，回抽攪拌針時(shí)，塑性金屬材料容易進(jìn)入攪拌針和軸肩形成的間隙內(nèi)，由此影響下次焊接。摩擦塞焊是利用與工件同種材料的塞棒在高速旋轉(zhuǎn)下同工件材料一起發(fā)生塑化行程焊接接頭，填補(bǔ)尾孔。但是這種工藝方法焊縫容易出現(xiàn)孔洞等缺陷。利用引入引出板增加了工裝設(shè)計(jì)難度及成本。以上三種焊縫尾孔就修補(bǔ)焊縫的工藝方法都不能滿足高質(zhì)量的焊接需求。因此迫切需要一種新的修補(bǔ)工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)焊縫尾孔消除及焊縫缺陷修補(bǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決消除焊縫尾孔及焊縫缺陷的問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，該工件表面缺陷的修補(bǔ)方法可以保證修補(bǔ)的尾孔位置及缺陷修補(bǔ)位置無(wú)任何缺陷，彌補(bǔ)了大型工件表面劃傷無(wú)法修補(bǔ)的技術(shù)缺陷，同時(shí)有效的消除攪拌摩擦焊后尾孔，提高了工件的利用率及可靠性。
[0004]本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，包括以下步驟:
[0005]步驟1、測(cè)量工件表面的缺陷的深度，當(dāng)缺陷的深度小于等于3mm時(shí)，進(jìn)行步驟2 ;當(dāng)缺陷的深度大于3mm時(shí)，進(jìn)行步驟3 ；
[0006]步驟2、將缺陷加工成凹槽，用金屬塊填充凹槽，對(duì)填充部位的表面進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接；
[0007]步驟3、對(duì)缺陷處熔焊，對(duì)該熔焊的填充部位的表面進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接。
[0008]缺陷為攪拌摩擦焊接后在工件表面留下的焊后尾孔。
[0009]缺陷為劃傷。
[0010]缺陷為凹坑或氣孔。
[0011]工件為銷合金或銅合金或鎂合金。
[0012]在步驟2中，凹槽為棱臺(tái)狀或棱柱狀，凹槽的體積大于缺陷的體積并且缺陷完全在凹槽內(nèi)。
[0013]在步驟2中，凹槽為四棱臺(tái)狀或四棱柱狀，凹槽的體積大于缺陷的體積并且缺陷完全在凹槽內(nèi)。
[0014]金屬塊的材質(zhì)與工件的材質(zhì)相同，金屬塊與凹槽過(guò)盈配合。
[0015]金屬塊與凹槽過(guò)盈配合的過(guò)盈量為0.0lmm?0.1mm。
[0016]在所述流動(dòng)摩擦焊接時(shí)，流動(dòng)摩擦頭的工作端的直徑大于所述填充部位的寬度。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:該工件表面缺陷的修補(bǔ)方法可以保證修補(bǔ)的尾孔位置及缺陷修補(bǔ)位置無(wú)任何缺陷，彌補(bǔ)了大型工件表面劃傷無(wú)法修補(bǔ)的技術(shù)缺陷，同時(shí)有效的消除攪拌摩擦焊后尾孔，提高了工件的利用率及可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0019]圖1是用金屬塊填充工件表面缺陷時(shí)的剖視立體示意圖。
[0020]圖2是用金屬塊填充工件表面缺陷后的剖視立體示意圖。
[0021]圖3是流動(dòng)摩擦焊接時(shí)使用的焊接工具的示意圖。
[0022]圖4是工件表面的劃傷缺陷。
[0023]圖5是攪拌摩擦焊接后留有的尾孔的示意圖。
[0024]其中1.工件，2.缺陷，3.凹槽，4.金屬塊，5.流動(dòng)摩擦焊接工具，51.流動(dòng)摩擦頭，511.工作端，52.夾持柄。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。所述工件表面缺陷的修補(bǔ)方法包括以下步驟:
[0026]步驟1、測(cè)量工件I表面的缺陷2的深度，當(dāng)缺陷2的深度小于等于3mm時(shí)，進(jìn)行步驟2 ；當(dāng)缺陷2的深度大于3mm時(shí)，進(jìn)行步驟3 ；
[0027]步驟2、將缺陷2加工成凹槽3，用金屬塊4填充凹槽3，如圖1和圖2所示，對(duì)填充部位的表面進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接；
[0028]步驟3、對(duì)缺陷2處熔焊，對(duì)該熔焊的填充部位的表面進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接。
[0029]缺陷2為攪拌摩擦焊接后在工件I表面留下的焊后尾孔，如圖5所示，或缺陷2為劃傷，如圖4所示?；蛉毕?為凹坑或氣孔。
[0030]工件I為鋁合金或銅合金或鎂合金等熱塑性金屬材料。在步驟2中，凹槽3為規(guī)則的形狀如四棱臺(tái)狀或四棱柱狀，凹槽3的體積大于缺陷2的體積并且缺陷2完全在凹槽3內(nèi)，即凹槽3能夠完全包裹住缺陷2。金屬塊4的材質(zhì)與工件I的材質(zhì)相同，金屬塊4與凹槽3過(guò)盈配合。金屬塊4與凹槽3過(guò)盈配合的過(guò)盈量為0.0lmm?0.1mm。
[0031]流動(dòng)摩擦焊接工具5如圖3所示，包括流動(dòng)摩擦頭51和夾持柄52，流動(dòng)摩擦頭51的一端與夾持柄52固定連接，流動(dòng)摩擦頭51的另一端設(shè)有圓柱形的工作端511，其中，夾持柄52用于和驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件連接，流動(dòng)摩擦頭5用于實(shí)現(xiàn)流動(dòng)攪拌摩擦焊接，且所述夾持柄52和流動(dòng)摩擦頭51為一體式結(jié)構(gòu)。
[0032]所述填充部位的表面一般會(huì)有長(zhǎng)度方向(尺寸大于寬度的方向)和寬度方向，在所述流動(dòng)摩擦焊接時(shí)，流動(dòng)摩擦頭51的工作端511的直徑大于所述填充部位的寬度(寬度方向的寬度)，即在進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接時(shí)，流動(dòng)摩擦頭51的工作端511工作時(shí)在所述填充部位的表面移動(dòng)能夠覆蓋整個(gè)所述填充部位的表面。
[0033]具體的，如附圖5所示:現(xiàn)有材質(zhì)是鋁合金材料的兩個(gè)板材進(jìn)行攪拌摩擦焊接。
[0034]板厚均是3_，左右兩個(gè)板材拼接形式是對(duì)接，采用攪拌摩擦焊接技術(shù)連接兩個(gè)板材形成工件1，攪拌頭在驅(qū)動(dòng)力作用下高速旋轉(zhuǎn)扎入左右兩個(gè)板材的對(duì)接焊縫進(jìn)行攪拌摩擦焊接，焊接完成后攪拌頭抽出焊縫，在焊縫完成位置會(huì)留有尾孔(即為本實(shí)施例中的缺陷2)，缺陷2的深度小于3_。尾孔的截面形狀成倒錐形，在該尾孔位置加工出如附圖1所示的規(guī)則形狀凹槽3 (倒四棱臺(tái)狀的凹槽3)，在凹槽3內(nèi)填充上大小和相同形狀的金屬塊4，如圖1和圖2所示，然后利用流動(dòng)摩擦頭5對(duì)金屬塊4的表面進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接，具體實(shí)施過(guò)程是流動(dòng)摩擦頭5旋轉(zhuǎn)接觸工件I的填充部位的表面并停留一定時(shí)間，然后沿工件I上表面移動(dòng)一定距離，在這段移動(dòng)距離內(nèi)包括所述填充部位，由此完成尾孔補(bǔ)焊。
[0035]當(dāng)工件I的厚度> 3mm時(shí)，并且缺陷2的深度大于3mm時(shí)，先利用恪焊工藝填充尾孔，但是熔焊填充的工件I表面(即填充部位的表面)粗糙不平，可以再利用流動(dòng)摩擦頭5對(duì)該熔焊的填充部位的表面重新進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接，保證焊縫表面無(wú)缺陷，晶粒細(xì)小均勻。
[0036]利用本發(fā)明中的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法可以填充攪拌摩擦焊焊后尾孔，提高焊縫性能，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，不能以其限定發(fā)明實(shí)施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本發(fā)明中的技術(shù)特征與技術(shù)特征之間、技術(shù)特征與技術(shù)方案之間、技術(shù)方案與技術(shù)方案之間均可以自由組合使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，其特征在于，所述工件表面缺陷的修補(bǔ)方法包括以下步驟: 步驟1、測(cè)量工件⑴表面的缺陷⑵的深度，當(dāng)缺陷⑵的深度小于等于3mm時(shí)，進(jìn)行步驟2 ；當(dāng)缺陷⑵的深度大于3mm時(shí)，進(jìn)行步驟3 ； 步驟2、將缺陷(2)加工成凹槽(3)，用金屬塊(4)填充凹槽(3)，對(duì)填充部位的表面進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接； 步驟3、對(duì)缺陷(2)處熔焊，對(duì)該熔焊的填充部位的表面進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，其特征在于:缺陷(2)為攪拌摩擦焊接后在工件(I)表面留下的焊后尾孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，其特征在于:缺陷(2)為劃傷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，其特征在于:缺陷(2)為凹坑或氣孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，其特征在于:工件(I)為鋁合金或銅合金或鎂合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，其特征在于:在步驟2中，凹槽(3)為棱臺(tái)狀或棱柱狀，凹槽(3)的體積大于缺陷(2)的體積并且缺陷(2)完全在凹槽(3)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，其特征在于:在步驟2中，凹槽(3)為四棱臺(tái)狀或四棱柱狀，凹槽(3)的體積大于缺陷(2)的體積并且缺陷(2)完全在凹槽(3)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，其特征在于:金屬塊(4)的材質(zhì)與工件(I)的材質(zhì)相同，金屬塊⑷與凹槽(3)過(guò)盈配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，其特征在于:金屬塊(4)與凹槽(3)過(guò)盈配合的過(guò)盈量為0.0lmm?0.1mm0
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，其特征在于:在所述流動(dòng)摩擦焊接時(shí)，流動(dòng)摩擦頭(51)的工作端(511)的直徑大于所述填充部位的寬度。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種工件表面缺陷的修補(bǔ)方法，包括以下步驟：步驟1、測(cè)量工件(1)表面的缺陷(2)的深度，當(dāng)缺陷(2)的深度小于等于3mm時(shí)，進(jìn)行步驟2；當(dāng)缺陷(2)的深度大于3mm時(shí)，進(jìn)行步驟3；步驟2、將缺陷(2)加工成凹槽(3)，用金屬塊(4)填充凹槽(3)，對(duì)填充部位的表面進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接；步驟3、對(duì)缺陷(2)處熔焊，對(duì)該熔焊的填充部位的表面進(jìn)行流動(dòng)摩擦焊接。該工件表面缺陷的修補(bǔ)方法可以保證修補(bǔ)的尾孔位置及缺陷修補(bǔ)位置無(wú)任何缺陷，彌補(bǔ)了大型工件表面劃傷無(wú)法修補(bǔ)的技術(shù)缺陷，同時(shí)有效的消除攪拌摩擦焊后尾孔，提高了工件的利用率及可靠性。
【IPC分類】B23K20-12
【公開號(hào)】CN104625391
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410790725
【發(fā)明人】張坤, 王衛(wèi)兵, 張飛飛, 欒國(guó)紅
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日