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专利号: 2020100870414
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于高频辅助的异种金属半固态摩擦钎焊方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一,准备待焊螺柱和待焊工件,所述待焊螺柱焊接端加工为锥度台阶状、锥度螺纹状、锥度台阶螺纹状或直螺纹状,所述待焊工件的待焊面处加工预置孔,该预置孔呈圆台形,其母线角度与待焊螺柱焊接端的单面锥度相同,将钎料放置于待焊工件的预置孔内壁,步骤二,将待焊工件水平放置,待焊螺柱固定于待焊工件上方,待焊螺柱焊接端对准待焊工件的预置孔,采用高频感应线圈将待焊螺柱焊接端加热至300~500℃,保温1~5min;

步骤三,摩擦阶段,待焊螺柱下移与钎料接触后,以转速600~1500r/min、摩擦压力10~40MPa摩擦3~8s,钎料由于待焊螺柱热量作用处于半固态状态,待焊螺柱焊接端嵌入待焊工件预置孔内壁2~5mm;

步骤四,顶锻阶段,摩擦旋转急停,急停时间小于0.5s,施加顶锻压力15~60MPa,顶锻时间为3~10s,顶锻阶段待焊螺柱位移量为1~3mm。

步骤五,顶锻结束后在15~60MPa压力下保荷10~25s,然后空冷至室温。

2.根据权利要求1所述的基于高频辅助的异种金属半固态摩擦钎焊方法,其特征在于,所述锥度台阶状为:焊接端整体呈锥度角为10~30°的锥柱状,自其顶端向待焊螺柱杆部方向设有4~12个逐级向下的台阶:所述锥度螺纹状为:焊接端整体呈锥度角为10~30°的锥柱状,其外周面设有螺旋设置的螺纹槽,该螺纹槽深度为0.2~3mm,螺距为0.5~3mm;

所述锥度台阶螺纹状为:焊接端整体呈锥度角为10~30°的锥柱状,自其顶端向待焊螺柱杆部方向设有4~12个逐级向下的台阶,且焊接端外周面加工有双螺旋槽,该双螺旋槽以靠近根部台阶的第二台阶作为起始点,起始角度分别为0°和180°,螺旋槽深度为0.3~1mm,螺距为1~3mm;

所述直螺纹状为:焊接端整体呈圆柱状,其外周面设有螺旋设置的螺纹槽,该螺纹槽深度为0.2~3mm,螺距为0.5~3mm。

3.根据权利要求1或2所述的基于高频辅助的异种金属半固态摩擦钎焊方法,其特征在于:所述步骤三中半固态状态的钎料的固相分数为40~60%。

4.根据权利要求1或2所述的基于高频辅助的异种金属半固态摩擦钎焊方法,其特征在于:所述钎料通过热镀工艺附着于待焊工件预置孔内壁,形成钎料镀层,该钎料镀层平均厚度为0.1~0.8mm。

5.根据权利要求1或2所述的基于高频辅助的异种金属半固态摩擦钎焊方法,其特征在于:所述钎料为片状结构,厚度为0.3~1.0mm,在待焊工件预置孔内壁环设有用于放置片状钎料的凸起。

6.根据权利要求1或2所述的基于高频辅助的异种金属半固态摩擦钎焊方法,其特征在于:所述钎料为Zn-Al系、Al-Si系或Al-Si-Cu-Ni系钎料。

7.根据权利要求1或2所述的基于高频辅助的异种金属半固态摩擦钎焊方法,其特征在于:所述待焊螺柱的材质为钢、待焊工件的材质为铝,或者,所述待焊螺柱的材质为钢、待焊工件的材质为铜,再或者,所述待焊螺柱的材质为铜、待焊工件的材质为铝。

8.根据权利要求1或2所述的基于高频辅助的异种金属半固态摩擦钎焊方法,其特征在于:所述待焊工件为筒体、管状、棒件、厚板件或方柱件。