CN101559537A - 双轴肩搅拌摩擦焊接方法及设备 - Google Patents
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Abstract
双轴肩搅拌摩擦焊接方法及设备，本发明之双轴肩搅拌摩擦焊接方法是：在金属的两面分别采用一个主搅拌头和一个副搅拌头，分别同时扦入需焊接的两工件之间，当主搅拌头和副搅拌头在对称位置扦入需焊接的两工件之间，进行搅拌摩擦焊接时，搅拌头和副搅拌头之间的距离＞0；当主搅拌头和副搅拌头在非称位置扦入两工件之间进行搅拌摩擦焊接时，主搅拌头和副搅拌头之间的距离＜0。本发明之双轴肩搅拌摩擦焊接设备，包括主轴、主轴肩，主轴肩安装在主轴上，主轴肩下部装有主搅拌头；还对称设有底主轴、底轴肩，底轴肩安装在底主轴上，底轴肩下部装有副搅拌头。本发明既适用于熔点较低的铜、铝、镁等有色金属的焊接，又可用于熔点较高的钢铁等黑色金属的焊接；焊接质量好；搅拌头不易折断。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属间的搅拌摩擦焊接方法及设备，具体地说，是涉及一种利用双轴肩摩擦产生热量焊接两种金属的焊接方法及设备。
背景技术
在搅拌摩擦焊领域，目前都采用单轴肩摩擦产生热量达到焊接的目的。由于单轴肩产生的热量有限，且在焊接深度较大时，焊缝区的温度梯度较大，导致焊缝底部的热量较少，金属的流动性不好，金属的刚性较大，在焊接过程中容易折断搅拌头，并可能伴随焊接缺陷。因此，目前，搅拌摩擦焊还只能焊接熔点较低的铜、铝、镁等有色金属，且焊接深度有限。另外，在金属搅拌摩擦焊时，要求单面焊接的焊缝深度达到板厚深度时，焊缝的背面就会有一条较明显的金属间接触线，影响焊缝的美观性。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用范围广，焊接质量好，搅拌头不易折断的搅拌摩擦焊接方法及设备。
本发明之搅拌摩擦焊接方法是：在金属的两面分别采用一个主搅拌头和一个副搅拌头，分别同时扦入需焊接的两工件之间，当主搅拌头和副搅拌头在对称位置扦入需焊接的两工件之间，进行搅拌摩擦焊接时，搅拌头和副搅拌头之间的距离＞0；当主搅拌头和副搅拌头在非称位置扦入两工件之间进行搅拌摩擦焊接时，主搅拌头和副搅拌头之间的距离＜0。
本发明之双轴肩搅拌摩擦焊接设备包括主轴、主轴肩，主轴肩安装在主轴上，主轴肩下部装有主搅拌头，其特征在于，还对称设有底主轴、底轴肩，底轴肩安装在底主轴上，底轴肩下部装有副搅拌头。
使用本发明之双轴肩搅拌摩擦焊接方法及设备进行搅拌摩擦焊，主搅拌头与副搅拌头之间的距离无论为零与否，焊缝的背面即底轴肩与焊接零件的接触面都不会产生金属间的接触线。
本发明适用范围广，既可用于熔点较低的铜、铝、镁等有色金属的焊接，又可用于熔点较高的的钢铁等黑色金属的焊接；焊接质量好，即使焊接深度较大，也可保证焊缝质量；搅拌头不易折断。
附图说明
图1为本发明双轴肩搅拌摩擦焊接设备一实施例的结构示意图。
图2为图1所示实施例的左视图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参照图1、2，本发明双轴肩搅拌摩擦焊接设备实施例包括主轴1、主轴肩2、主搅拌头3、底主轴6、底轴肩5和副搅拌头7，主轴肩2安装在主轴1上，主轴肩2下部装有主搅拌头3；主轴1高速旋转时，可以水平移动或垂直移动，同时带动主轴肩2和主搅拌头3高速旋转，并以一定的速度插入焊接零件4-1、4-2之间，主搅拌头3和焊接零件4-1、4-2接触并产生摩擦热；底轴肩5安装在对称设置的底主轴6上，底轴肩5下部装有副搅拌头7；底主轴6高速旋转时，亦可以水平移动或垂直移动，同时带动底轴肩5和副搅拌头7高速旋转，并以一定的速度插入焊接零件4-1和4-2之间，底轴肩5与焊接零件4-1和4-2接触并产生摩擦热量。
如图2所示，主搅拌头3与副搅拌头7之间的距离AB大小，可根据产品的焊接需要确定：当一对主搅拌头3与副搅拌头7在对称位置扦入两工件4-1、4-2之间进行搅拌摩擦焊接时，主搅拌头3与副搅拌头7之间的距离AB＞0；在主搅拌头3水平移动一定距离后，副搅拌头7再跟随主搅拌头3沿同一方向水平移动，在非对称位置扦入两工件4-1、4-2之间，进行搅拌摩擦焊接时，主搅拌头3与副搅拌头7的距离AB＜0；在单面焊时，为了减少焊接面温度梯度而获得大的焊接厚度时，主搅拌头3与副搅拌头7之间的距离AB可以根据实际的产品技术条件确定(即主搅拌头3与副搅拌头7可以有一定的距离AB)；在只要求获得大的焊接厚度和获得小的焊接温度梯度时，可以不使用副搅拌头7；主搅拌头3与副搅拌头7的距离AB无论是什么，焊缝的背面，即底轴肩5与焊接零件4-1、4-2之间都没有金属间的接触线。
焊接时，随着主轴1带动主轴肩2和主搅拌头3高速旋转，主搅拌头3插入两焊接零件4-1、4-2之间，与焊接零件4-1、4-2接触并产生摩擦热量，将两焊接零件4-1、4-2焊接；底主轴6带动底轴肩5和副搅拌头7高速旋转，副搅拌头7并以一定的速度插入两焊接零件4-1、4-2之间，与焊接零件4-1、4-2接触并产生摩擦热量，将两焊接零件4-1、4-2焊接；在主搅拌头3水平移动的同时，副搅拌头7跟随主搅拌头3沿同一方向水平移动，分别形成主焊缝9和副焊缝8。
概而言之，主搅拌头3和副搅拌头7的水平移动时间顺序有三种情况：(1)在主搅拌头3水平移动的同时，副搅拌头7跟随主搅拌头3沿同一方向水平移动；(2)在主搅拌头3水平移动一定距离后，副搅拌头7再跟随主搅拌头3沿同一方向水平移动；(3)副搅拌头7水平移动一定距离后，主搅拌头3跟随副搅拌头7沿同一方向水平移动。
焊缝的深度可以为焊接零件所示的板厚或小于板厚。
根据实际的产品技术条件，本双轴肩搅拌摩擦焊接可以形成直线焊缝(一维)和二维焊缝。
Claims (2)
1.一种双轴肩搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，在金属的两面分别采用一个主搅拌头和一个副搅拌头，分别同时扦入需焊接的两工件之间，当主搅拌头和副搅拌头在对称位置扦入需焊接的两工件之间，进行搅拌摩擦焊接时，搅拌头和副搅拌头之间的距离＞0；当主搅拌头和副搅拌头在非称位置扦入两工件之间进行搅拌摩擦焊接时，主搅拌头和副搅拌头之间的距离＜0。
2.一种双轴肩搅拌摩擦焊接设备，包括主轴、主轴肩，主轴肩安装在主轴上，主轴肩下部装有主搅拌头，其特征在于，还对称设有底主轴、底轴肩，底轴肩安装在底主轴上，底轴肩下部装有副搅拌头。
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