CN105290607A - 一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头 - Google Patents

一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头 Download PDF

Info

Publication number
CN105290607A
CN105290607A CN201510870381.3A CN201510870381A CN105290607A CN 105290607 A CN105290607 A CN 105290607A CN 201510870381 A CN201510870381 A CN 201510870381A CN 105290607 A CN105290607 A CN 105290607A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stirring
head
stirring needle
diameter
needle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510870381.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105290607B (zh
Inventor
蒋骁
梁栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Aerospace Xinfeng Machinery Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Aerospace Xinfeng Machinery Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Aerospace Xinfeng Machinery Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Aerospace Xinfeng Machinery Equipment Co Ltd
Priority to CN201510870381.3A priority Critical patent/CN105290607B/zh
Publication of CN105290607A publication Critical patent/CN105290607A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105290607B publication Critical patent/CN105290607B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • 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
    • B23K20/122—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 using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245—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 using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • B23K20/1255—Tools therefor, e.g. characterised by the shape of the probe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

本发明提供了一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头，由搅拌针5、轴肩6、轴柄7三个部分组成，搅拌头的材料选用30CrMnSi，调制处理HRC35～40，搅拌针5为根部直径大、上部直径小的圆柱体，根部直径A＝φ，其中φ为螺纹孔3的小圆直径，搅拌针5两侧倾角5°～7°，搅拌针5长度B＝0.5A+2.5δ，其中δ为板1的厚度，搅拌针5上每间隔0.8～1.5mm有深度0.2～0.8mm的截面为正三角形的环形凹槽51，轴肩6直径C＝1.4A+6，轴肩倾角61为4°～6°。本发明主要特点在于搅拌头增加了搅拌针的长度，为普通搅拌针长度的二至三倍，配合搅拌针上的环形凹槽，增大了搅拌针与材料间的接触面积，可以有效的增加搅拌针的热输入量。

Description

一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头
技术领域
本发明涉及一种搅拌头，特别是一种铝合金材料搭接结构搅拌摩擦点焊用的搅拌头。
背景技术
存在一种搅拌摩擦焊焊接接头形式，该接头形式为板1与底座2搭接，板1与底座2间进行搅拌摩擦点焊，在焊接位置中间存在M5～M10螺纹孔3，结构形式见图1，其中板1厚为3～6mm，外形尺寸大于φ20mm的圆形区域，底座的厚度大于8mm，外形尺寸大于φ20mm的圆形区域，焊接的中间部位需要加工M5～M10的螺纹孔。
常规的搅拌摩擦头进行搭接点焊时，存在上下两板的连接区域4尺寸过小，连接不牢固的问题，用常规的搅拌摩擦焊搅拌头，板与底座的有效连接宽度约1mm，用该专利中的搅拌头，连接宽度可以达到2mm。
发明内容
本发明提供了一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头。具体方案如下：
搅拌头是由搅拌针5、轴肩6、轴柄7三个部分组成的，搅拌头的材料选用30CrMnSi，调制处理HRC35～40，搅拌针5为根部直径大、上部直径小的圆柱体，根部直径A＝φ，其中φ为螺纹孔3的小圆直径，搅拌针5两侧倾角5°～7°，搅拌针5长度B＝0.5A+2.5δ，其中δ为板1的厚度，搅拌针5上每间隔0.8～1.5mm有深度0.2～0.8mm的截面为正三角形的环形凹槽51，轴肩6直径C＝1.4A+6，轴肩倾角61为4°～6°，轴柄7及搅拌头其余尺寸根据搅拌摩擦焊设备情况自行确定，搅拌头结构见图2、图3。
该专利主要特点在于搅拌头增加了搅拌针的长度，为普通搅拌针长度的二至三倍，配合搅拌针上的环形凹槽，增大了搅拌针与材料间的接触面积，可以有效的增加搅拌针的热输入量。传统的搅拌摩擦焊的热输入主要来源于轴肩，而该搅拌摩擦头以搅拌针为热输入来源。搅拌针长度的增加有效的增加了搅拌针对径向方向的下压量，径向下压量的增加带来的优点是连接宽度的增加，焊缝连接牢固。
传统的搅拌头以轴肩作为主要的热输入部位，搅拌针的旋转主要使左右的材料相互连接，对3mm厚的铝板其底部的下压力已衰减，在铝板底部起不到良好的搅拌作用，因此对上下两零件并不能实现良好的连接。应用本专利的搅拌头通过对搅拌针结构形式的创新能有效的实现上下两个零件的连接。常规的搅拌摩擦焊点焊技术(带回抽头)能做到上下零件的良好连接，但本专利适用的焊接结构在点焊点处需要打孔攻丝，将导致有效连接面积减小，因此也不能适用。
附图说明
图1为搭接点焊搅拌摩擦焊接头示意图。
图2为搅拌头结构图。
图3为搅拌头局部放大图。
其中：1——板、2——底座、3——螺纹孔、4——连接区域、5——搅拌针、6——轴肩、7——轴柄、51——环形凹槽、61——轴肩倾角
具体实施方式
搅拌头材料选用30CrMnSi，调制处理HRC35～40，搅拌针长度为10mm，搅拌针根部直径φ5mm，搅拌针两侧倾角6°，搅拌针上每间隔1mm加工深度0.3mm的截面为正三角形的环形凹槽，轴肩直径为φ13mm，轴肩倾角5°。
1、将待焊工件安装固定：底座在下方，板在上方，板与底座贴合良好，板与搅拌摩擦焊设备下压方向垂直，将板与底座同时固定；
2、将搅拌头安装在焊机上；
3、将搅拌摩擦焊机的倾角调为0°；
4、设置搅拌摩擦焊参数为：转速800r/min，下压速度5mm/min，轴肩下压量0.2mm，下压到位后持续10s，焊后搅拌头上升10mm；
5、启动搅拌摩擦焊设备进行焊接，焊接完成后可以得到连接良好的接头；
6、在匙孔部位打φ5底孔，加工M6螺纹孔。

Claims (2)

1.一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头，其特征在于，搅拌头由搅拌针(5)、轴肩(6)、轴柄(7)三个部分组成；搅拌头的材料为30CrMnSi，调制处理HRC35～40；搅拌针(5)为根部直径大、上部直径小的圆柱体，根部直径A＝φ，其中φ为螺纹孔(3)的小圆直径，搅拌针(5)两侧倾角5°～7°，搅拌针(5)长度B＝0.5A+2.5δ，其中δ为板(1)的厚度；搅拌针(5)上每间隔0.8～1.5mm有深度0.2～0.8mm的截面为三角形的环形凹槽(51)；轴肩(6)直径C＝1.4A+6，轴肩倾角(61)为4°～6°。
2.如权利要求1所述的铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头，其特征在于，搅拌针(5)上的环形凹槽(51)的截面为正三角形。
CN201510870381.3A 2015-12-02 2015-12-02 一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头 Active CN105290607B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510870381.3A CN105290607B (zh) 2015-12-02 2015-12-02 一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510870381.3A CN105290607B (zh) 2015-12-02 2015-12-02 一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105290607A true CN105290607A (zh) 2016-02-03
CN105290607B CN105290607B (zh) 2017-12-19

Family

ID=55188792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510870381.3A Active CN105290607B (zh) 2015-12-02 2015-12-02 一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105290607B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112296507A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 辽宁忠旺铝合金精深加工有限公司 一种铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法
CN113319599A (zh) * 2021-07-09 2021-08-31 重庆市超群工业股份有限公司 汽车轮毂加工系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201102125Y (zh) * 2007-11-13 2008-08-20 江苏科技大学 一种搅拌摩擦焊的搅拌头
CN201769005U (zh) * 2010-07-02 2011-03-23 国营红阳机械厂 铝合金搅拌摩擦焊接用搅拌头
CN103071915B (zh) * 2013-02-06 2014-10-29 南京航空航天大学 能减小前进阻力的搅拌摩擦焊搅拌头
CN104368907A (zh) * 2014-11-05 2015-02-25 南京皓威机械有限公司 一种新型铝合金塞补焊用塞棒
JP2015047632A (ja) * 2013-09-04 2015-03-16 株式会社Uacj 摩擦攪拌ツール
CN205254330U (zh) * 2015-12-02 2016-05-25 北京航天新风机械设备有限责任公司 一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201102125Y (zh) * 2007-11-13 2008-08-20 江苏科技大学 一种搅拌摩擦焊的搅拌头
CN201769005U (zh) * 2010-07-02 2011-03-23 国营红阳机械厂 铝合金搅拌摩擦焊接用搅拌头
CN103071915B (zh) * 2013-02-06 2014-10-29 南京航空航天大学 能减小前进阻力的搅拌摩擦焊搅拌头
JP2015047632A (ja) * 2013-09-04 2015-03-16 株式会社Uacj 摩擦攪拌ツール
CN104368907A (zh) * 2014-11-05 2015-02-25 南京皓威机械有限公司 一种新型铝合金塞补焊用塞棒
CN205254330U (zh) * 2015-12-02 2016-05-25 北京航天新风机械设备有限责任公司 一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112296507A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 辽宁忠旺铝合金精深加工有限公司 一种铝合金水冷电机壳搅拌摩擦焊接方法
CN113319599A (zh) * 2021-07-09 2021-08-31 重庆市超群工业股份有限公司 汽车轮毂加工系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN105290607B (zh) 2017-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103071915B (zh) 能减小前进阻力的搅拌摩擦焊搅拌头
CN101670482A (zh) 一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法
CN105290607A (zh) 一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头
CN204621349U (zh) 一种浮动式双轴肩搅拌摩擦焊接工具
CN103071916B (zh) 能减小飞边的无轴肩搅拌摩擦焊的搅拌头
CN101559531B (zh) 一种随焊抛光多功能搅拌摩擦焊焊具
CN205254330U (zh) 一种铝合金搭接结构搅拌摩擦点焊的搅拌头
CN109623133A (zh) 一种适用于钛铝异质材料的插销增强搅拌摩擦点焊方法
JP2021504147A (ja) 少なくとも２つの構成要素を分離不能に接続するための接続エレメント及び複合配置
CN106513981A (zh) 一种搅拌摩擦焊专用垫板和使用该垫板的焊接方法
CN108453369A (zh) 一种用于厚板叠层铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头
CN113996913A (zh) 一种用于无倾角搅拌摩擦焊的搅拌头
CN103128437A (zh) 一种避免形成根部缺陷的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法
CN202388119U (zh) 一种浮动点焊电极
CN106181022A (zh) 一种能提高厚板底部热输入量的搅拌摩擦焊搅拌头
CN208483369U (zh) 一种用于环形搭接结构的搅拌摩擦焊接工具
CN207326174U (zh) 一种多曲线槽引流搅拌摩擦焊搅拌头
CN201300494Y (zh) 一种金刚石圆锯片
CN205967909U (zh) 薄壁齿圈焊接夹具
CN217096122U (zh) 一种通用型锯片焊接的点焊夹具
CN201960276U (zh) 一种新型点焊钉
CN105108314A (zh) 锂电池电极搅拌摩擦焊的摩擦头
CN206320748U (zh) 一种可旋转的环形火焰加热器
CN105014134A (zh) 一种铣边机复合刀盘
CN207105244U (zh) 一种装配简单的混凝土搅拌罐

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant