专利名称：旋转摩擦钎焊的方法
技术领域：
本发明涉及一种金属材料的钎焊连接方法，尤其涉及一种旋转摩擦钎焊的 方法。
背景技术：
钎焊是借助于液态钎料填满固态母材之间的间隙并相互扩散形成结合的 一种材料连接方法。钎焊与熔焊和压焊相比具有一些独特的优点，如加热温 度一般低于母材的熔点，因而对母材的物理化学性能没有明显的不利影响，同 时由于加热温度低，引起的应力及变形也小；容易实现异种金属的连接；工艺 过程较简单。钎焊方法通常以实现钎焊加热的热源来命名。随着许多新热源的 发现和使用，出现了不少新的钎焊方法，诸如红外钎焊、激光钎焊等。在现有 的诸多钎焊加热方式中，只有整体加热和局部加热两种方式。整体加热时，引 起的应力及变形小，能保证焊接的精度，如果采用炉中钎焊的方式，非连接面 氧化严重，真空钎焊设备昂贵。局部加热时，连接尺寸受到限制，并且填缝过 程不同时，存在一定的残余应力。局部加热并且同时填缝的钎焊方式能获得理 想的钎焊接头，摩擦焊的热源形式给人们以启示。
焊接用热源的种类很多，摩擦热就是其中之一。摩擦焊是一种以摩擦生热 为热源的热压焊接。以其工艺过程稳定、成本低廉、生产效率高，特别是易于 得到可靠的焊接接点，而得到广泛的应用。摩擦焊主要分为旋转摩擦焊及线性 摩擦焊。国内外对旋转摩擦焊的研究较早，应用也较多，成为一般工业部门的 重要加工手段，而且还向着航空、航天及核工业部门挺进，向着高新技术领域 渗透。但旋转摩擦焊也存在一些缺点飞边，特别是隐埋结构的飞边清理困难; 旋转式摩擦焊接只限于把圆柱截面或管截面的工件焊到相同类型的截面或板面上，而不能用于悍接深度较大轴与轴套零件；在采用摩擦焊接方法连接异种 金属时，焊接过程中产生的高温会促使焊合区形成硬脆的金属间化合物相，或 者破坏被连续材料的热处理状态，使接头性能降低，摩擦过程中的高温会促使 碳化物在摩擦界面上聚集，而在零件的另一侧形成脱碳区，影响了接头的性能。 将钎焊技术与旋转摩擦焊的技术结合起来，彼此互补，形成一种很有特点的旋 转摩擦钎焊技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋转摩擦钎焊的方法，该方法可用于局部加热 并且同时填缝的钎焊连接过程。同时，克服了旋转摩擦焊的诸多缺点，能焊接 深度较大轴与轴套零件，避免了旋转摩擦焊接异种材料时接头区性能弱化的问 题，特别适用于零件的修复及缸体结构的制造。
本发明是这样来实现的，其特征是方法步骤为保证轴类零件与轴套类零 件的间隙配合，在配合间隙处钻周向均匀分布的轴向孔，并在孔内填装钎料和 钎剂，确定轴类零件与轴套类零件的相对位置，让轴类零件相对于轴套类零件 作旋转运动，间隙两侧金属表面发生相互摩擦，温度上升，并使得钎料与钎剂 熔化，由于轴类零件的旋转作用，使得钎料均匀填缝，在整个结合面上形成熔 化的钎料层，当钎料全部熔化后，轴类零件停止转动，结合面处温度降低，钎 料冷却凝固，从而形成轴类零件与轴套类零件的钎焊接头。
本发明所述的轴类零件与轴套类零件之间产生相对旋转运动，轴类零件与 轴套类零件之间的界面处产生摩擦热并使位于此处的低熔点钎料与钎剂熔化， 形成轴类零件与轴套类零件的钎悍接头。
本发明的优点是接头质量好且稳定，焊接过程由机器控制，参数设定后
容易监控，重复性好，不依赖于操作人员的技术水平和工作态度；焊接过程 中，被连接件不发生熔化，属钎悍连接；可焊接深度较大的环形对接接头，而且强度分别较均匀，是一般熔焊、钎焊、摩擦焊所不能实现的；大大提高了钎 焊的效率，因旋转摩擦产热过程一般只需几秒至十几秒；焊接性好,特别适合 异种材料的焊接；焊接过程不产生飞溅，没有弧光和火花，没有放射线，工艺过 程稳定、成本低廉、生产效率高，易于得到可靠的焊接接点，特别适用于大深 度环形对接接头以及零件的修复。
图l为本发明的结构示意图。 在图中，1、缸类零件2、轴套类零件3、钎料
具体实施例方式
如图1所示，焊件准备，在缸类零件1或在待补焊件上加工圆孔，配合加 工轴套类零件2或塞焊件，保证单边间隙0.05腿，并在缸类零件上加工放置钎 料3单轴向槽，焊前的准备，对轴套类零件2与缸类零件1焊接面进行着色探 伤，没有发现一级以上的缺陷。对焊接表面进行清洁，确保没有锈迹、油迹等 影响焊接质量的因素，并采用乙醚清洁焊接表面；工件装夹，将缸类零件l固 定在工作台上，旋转驱动夹头装夹轴类零件，移动工作台，使得轴套类零件2 与缸类零件到达结构要求的位置，装填钎料；摩擦焊的工艺参数考虑到材料 特性的差别，旋转速度在450-950rpm之间，旋转摩擦维持时间在10-30s之间， 添加钎剂的时间一般为旋转维持时间的一半；钎料3填缝完全后停车；焊后清 理钎料。
权利要求
1、一种旋转摩擦钎焊的方法，其特征是方法步骤为保证轴类零件与轴套类零件的间隙配合，在配合间隙处钻周向均匀分布的轴向孔，并在孔内填装钎料和钎剂，确定轴类零件与轴套类零件的相对位置，让轴类零件相对于轴套类零件作旋转运动，间隙两侧金属表面发生相互摩擦，温度上升，并使得钎料与钎剂熔化，由于轴类零件的旋转作用，使得钎料均匀填缝，在整个结合面上形成熔化的钎料层，当钎料全部熔化后，轴类零件停止转动，结合面处温度降低，钎料冷却凝固，从而形成轴类零件与轴套类零件的钎焊接头。
2、根据权利要求1所述一种旋转摩擦钎焊的方法，其特征是所述的轴类 零件与轴套类零件之间产生相对旋转运动，轴类零件与轴套类零件之间的界面 处产生摩擦热并使位于此处的低熔点钎料与钎剂熔化，形成轴类零件与轴套类 零件的钎焊接头。
全文摘要
一种旋转摩擦钎焊的方法，其特征是方法步骤为保证轴类零件与轴套类零件的间隙配合，在配合间隙处钻周向均匀分布的轴向孔，并在孔内填装钎料和钎剂，确定轴类零件与轴套类零件的相对位置，让轴类零件相对于轴套类零件作旋转运动，间隙两侧金属表面发生相互摩擦，温度上升，结合面处温度降低，钎料冷却凝固，从而形成轴类零件与轴套类零件的钎焊接头。本发明的优点是接头质量好且稳定，焊接过程由机器控制，参数设定后容易监控，重复性好，不依赖于操作人员的技术水平和工作态度；焊接过程中，被连接件不发生熔化，属钎焊连接。
文档编号B23K28/02GK101618483SQ20091011572
公开日2010年1月6日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者刘鸽平, 杨成刚, 柯黎明, 黄春平, 黄永德 申请人:南昌航空大学