CN105108318A - 一种搅拌摩擦焊搅拌头 - Google Patents

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杨洪刚
赵欣
谷国迎
蔡智亮
康荣峰
裴冠宏
魏恺
李彦国
沈金华
朱鉴
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    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种搅拌摩擦焊搅拌头，包括搅拌探头和轴肩，搅拌探头可伸缩的连接在轴肩上；搅拌探头呈圆锥体形状，且圆锥体的底面朝向轴肩，圆锥体的尖部为弧面。本发明的搅拌摩擦焊搅拌头结构减小了搅拌头的体积和重量，降低了驱动力的损耗；增加塑性软化材料的流动性使搅拌头附近的塑性软化材料具有向上运动的趋势；比相同半径圆柱体形状的搅拌探头的材料卷出量大大减少。另一方面，圆锥形的搅拌探头比圆柱形的搅拌探头更容易进入焊件的焊缝中，减小了焊缝的坡口，同时，由于圆锥体的侧面与被焊材料相接触，增加了接触面积，分散了阻力，可减小搅拌头的应力集中和断裂，增加了搅拌头的使用寿命。

Description

一种搅拌摩擦焊搅拌头
技术领域
本发明涉及一种搅拌摩擦焊，尤其涉及一种搅拌摩擦焊用的搅拌头。
背景技术
搅拌摩擦焊工艺的出现使铝合金等有色金属的连接技术发生了重大变革。搅拌摩擦焊在焊接过程中不需要其它焊接消耗材料，如焊条、焊丝、焊剂及保护气体等，焊接前及焊接过程中对环境的污染小，焊前工件无需严格的表面清理准备，焊接过程中的摩擦和搅拌可以去除焊件表面的氧化膜，焊接过程中也无烟尘和飞溅．同时噪声低，节省能源。正因具有上述众多的优点，所以，搅拌摩擦焊应用的领域也在不断扩大。而作为搅拌摩擦焊中唯一消耗的搅拌头，其结构设计是把搅拌摩擦焊应用在更大范围的材料和焊接更宽的厚度范围的关键。而现有技术中的搅拌头通常体积大，易断裂，使用寿命较短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种搅拌摩擦焊用的搅拌头，体积小，损耗低，减小了应力集中和断裂，增加了搅拌头的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明提供一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征是，包括搅拌探头和轴肩，搅拌探头可伸缩的连接在轴肩上；搅拌探头呈圆锥体形状，且圆锥体的底面朝向轴肩，圆锥体的尖部为弧面。
所述搅拌探头上设置三个螺旋形的槽。
所述的三个螺旋形的槽由圆锥体的尖部向底面方向均匀分散呈螺旋形状盘旋缠绕。
搅拌头的材料的硬度高于被焊材料的材料硬度，使搅拌头在焊接过程中的磨损减至最小。
所述圆锥体的尖部不大于半个球面。
所述圆锥体的尖部为半球面。
所述轴肩朝向所述搅拌探头的面上具有多个同心圆槽。
本发明所达到的有益效果：
本发明的搅拌摩擦焊搅拌头结构减小了搅拌头的体积和重量，降低了驱动力的损耗；增加塑性软化材料的流动性使搅拌头附近的塑性软化材料具有向上运动的趋势；比相同半径圆柱体形状的搅拌探头的材料卷出量大大减少。另一方面，圆锥形的搅拌探头比圆柱形的搅拌探头更容易进入焊件的焊缝中，减小了焊缝的坡口，同时，由于圆锥体的侧面与被焊材料相接触，增加了接触面积，分散了阻力，可减小搅拌头的应力集中和断裂，增加了搅拌头的使用寿命。
附图说明
图1是搅拌头示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，搅拌头可以通过螺纹杆100与驱动装置连接。搅拌头包括搅拌探头1和轴肩2，搅拌探头1可伸缩的连接在轴肩2上。轴肩2朝向搅拌探头2的面上具有多个同心圆槽21，通过设置圆槽提高了轴肩2与被焊材料表面的接触面积，同时也可以防止被焊的塑性软化材料在搅拌头旋转时喷射出去。搅拌探头1呈圆锥体形状，在搅拌探头1上设置三个螺旋形的槽11，这三个槽由圆锥体的尖部向轴肩方向均匀分散呈螺旋形状盘旋，加大了搅拌探头1与被焊材料的接触面积，利于被焊材料的搅动。圆锥体的底面朝向轴肩，圆锥体的尖部为半球面。
这种结构减小了搅拌头的体积，增加塑性软化材料的流动性使搅拌头附近的塑性软化材料具有向上运动的趋势；比相同半径圆柱体形状的搅拌探头的材料卷出量大大减少。另一方面，圆锥形的搅拌探头比圆柱形的搅拌探头更容易进入焊件的焊缝中，减小了焊缝的坡口，同时，可减小搅拌头的应力集中和断裂。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征是，包括搅拌探头和轴肩，搅拌探头可伸缩的连接在轴肩上；搅拌探头呈圆锥体形状，且圆锥体的底面朝向轴肩，圆锥体的尖部为弧面。
2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征是，所述搅拌探头上设置三个螺旋形的槽。
3.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征是，所述的三个螺旋形的槽由圆锥体的尖部向底面方向均匀分散呈螺旋形状盘旋缠绕。
4.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征是，搅拌头的材料的硬度高于被焊材料的材料硬度。
5.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征是，所述圆锥体的尖部不大于半个球面。
6.根据权利要求1或5所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征是，所述圆锥体的尖部为半球面。
7.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征是，所述轴肩朝向所述搅拌探头的面上具有多个同心圆槽。
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