The present invention provides a friction stir processing before welding the surface of nano metal material welding method, it comprises the following steps: grinding, welding, surface treatment and polishing; supersonic fine particles bombarding the surface nanocrystallization, nano layer to be welded in the substrate surface form a layer thickness of not less than 50 m the average size of nanocrystals, the surface is not greater than 50nm; the removal of surface nanocrystallization after welding to the oil surface substrate with acetone, then friction stir welding; welding joint after the shovel on the upper surface of the flash, and will make smooth transition region. The invention can form a nanometer layer area in the friction stir welding seam, thereby improving the comprehensive performance of the friction stir welding joint.
【技术实现步骤摘要】
一种焊前表面纳米化处理的搅拌摩擦焊接金属材料方法
本专利技术涉及一种搅拌摩擦焊方法,用于金属材料的高质量焊接。
技术介绍
搅拌摩擦焊是英国焊接研究所专利技术的一种固相连接新工艺技术,可有效避免传统熔化焊产生的气孔和裂纹等各种缺陷,具有节能环保、连接温度低、焊后残余应力小以及接头性能高等一系列优点,可实现传统认为不可焊的高强铝合金(如2×××系和7×××系铝合金)的高质量焊接,装置示意图如图1。自专利技术起便受到了广泛的关注,是世界焊接技术发展史上自专利技术到工业应用时间跨度最短的连接技术,被誉为继激光焊后“焊接史上的第二次革命”,在航空航天、船舶、汽车等领域的焊接方面具有广阔的应用前景。其工作原理是一个带有轴肩和搅拌针的焊接工具高速旋转并将搅拌针挤入对接板材的接缝处,直至轴肩与工件紧密接触,在摩擦热和搅拌针挤压的作用下,材料发生软化,搅拌针的搅动作用使接缝两侧的材料产生塑性流变和混合,通过焊接工具的前移形成密实无缺陷的焊缝。金属材料经过搅拌摩擦焊后,焊缝在搅拌摩擦产生的高温热循环作用下,强化相会发生粗化或回溶,导致焊缝的热机影响区成为焊接接头的薄弱环节,在硬度、屈服强度、抗拉强度、应力作用下的腐蚀等方面的综合性能亟需提高,同时,搅拌摩擦焊接头的表面粗糙度非常大,进一步影响了焊接接头的综合性能。表面纳米化作为表面强化的一种新手段,能够在材料表层形成梯度纳米结构层,获得高强度、高硬度和高耐磨等优异性能。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利技术提供一种焊前表面纳米化处理的搅拌摩擦焊接金属材料方法,能够在搅拌摩擦焊焊缝中形成纳米层区,提高搅拌摩擦焊接头的综合 ...
【技术保护点】
一种焊前表面纳米化处理的搅拌摩擦焊接金属材料方法,其特征在于包括下述步骤:对待焊基材表面进行研磨、抛光;然后进行超音速微粒轰击表面纳米化处理,在待焊基材表面形成一层厚度不低于50μm的纳米层,表面纳米晶粒的平均尺寸不大于50nm;用丙酮去除表面纳米化后的待焊基材表面油污,然后进行搅拌摩擦焊;焊接结束后铲掉接头上表面的飞边,并将过渡区域打磨光滑。
【技术特征摘要】
1.一种焊前表面纳米化处理的搅拌摩擦焊接金属材料方法,其特征在于包括下述步骤:对待焊基材表面进行研磨、抛光;然后进行超音速微粒轰击表面纳米化处理,在待焊基材表面形成一层厚度不低于50μm的纳米层,表面纳米晶粒的平均尺寸不大于50nm;用丙酮去除表面纳米化后的待焊基材表面油污,然后进行搅拌摩擦焊;焊接结束后铲掉接头上表面的飞边,并将过渡区域打磨光滑。2.根据权利要求1所述的焊前表面纳米化处理的搅拌摩擦焊接金属材料方法,其特征在于:所述的超音速微粒轰击表面纳米化处理的弹丸材质为不锈钢S110、SiO2、BN或WC,弹丸直径为0.05~0.5mm,喷射角为60°~90°,工作气压为0.1~0.53MPa,气流速率为340~1200m/s,喷射...
【专利技术属性】
技术研发人员:张玉祥,陈家照,陈青师,杨建海,黄金峰,刘红,张鑫,赵建刚,何祯鑫,
申请(专利权)人:中国人民解放军火箭军工程大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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