CN110834143A - 一种半浮动式多轴肩搅拌工具及方法 - Google Patents
一种半浮动式多轴肩搅拌工具及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110834143A CN110834143A CN201911093558.8A CN201911093558A CN110834143A CN 110834143 A CN110834143 A CN 110834143A CN 201911093558 A CN201911093558 A CN 201911093558A CN 110834143 A CN110834143 A CN 110834143A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tool
- shoulder
- key
- semi
- stirring tool
- 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.)
- Pending
Links
- 238000003756 stirring Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 238000007667 floating Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 aluminum alloys Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Images
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
-
- 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
- B23K20/26—Auxiliary equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
本发明公开了一种半浮动式多轴肩搅拌工具及方法，包括：同轴装配的第一搅拌工具和第二搅拌工具，所述第一搅拌工具的底端设有向内凹陷的同轴孔，所述第二搅拌工具上端设有凸起的连接杆，通过所述的连接杆插入到同轴孔中，将第一搅拌工具和第二搅拌工具紧固在一起；所述同轴孔沿圆周方向上设置第一键槽，所述连接杆沿圆周方向上设置第二键槽，所述第一键槽和第二键槽之间通过键连接，且使得第一搅拌工具和第二搅拌工具之间沿轴向可相对滑动。本发明采用该种半浮动式多轴肩搅拌工具可以实现中空型材多条平行焊缝一次焊接成型，简化焊接工艺，提高焊接效率。
Description
技术领域
本发明公开了一种半浮动式多轴肩搅拌工具及方法，涉及搅拌工具技术领域。
背景技术
搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding, FSW）是由英国焊接研究所于1991年发明的固相焊接方法，可有效避免熔化焊过程中产生的气孔、夹杂等问题，非常适用于铝合金、镁合金等金属的焊接。搅拌工具是搅拌摩擦焊的心脏，搅拌工具的设计、制造及表面处理工艺决定了其寿命和接头的性能。
常规搅拌摩擦焊顶煅力较大，被焊材料底部需要垫板，否则会因塑性材料流失而产生缺陷。对于工业中常用的铝合金中空型材，加垫板不容易实现，为了实现中空型材的焊接，在常规搅拌摩擦技术的基础上，发明了双轴肩搅拌摩擦焊技术，双轴肩搅拌摩擦焊采用具有上、下轴肩的自支撑搅拌工具，两个轴肩通过与被焊结构厚度相当的搅拌头连接，焊接过程中上、下轴肩与搅拌针共同旋转并与被焊材料相互作用实现焊接，其中，下轴肩代替了背部的刚性支撑垫板，因此可适用于中空型材和封闭结构件的焊接。由于型材存在公差，采用固定式多轴肩搅拌工具焊接时，多轴肩焊接过程中搅拌工具抖动较大，易造成搅拌针断裂。
发明内容
本发明针对上述背景技术中的缺陷，提供一种半浮动式多轴肩搅拌工具，简化焊接工艺，提高焊接效率，适应不同型腔间距的型材的焊接，大大提高了搅拌工具的通用性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种半浮动式多轴肩搅拌工具，包括：同轴装配的第一搅拌工具和第二搅拌工具，所述第一搅拌工具的底端设有向内凹陷的同轴孔，所述第二搅拌工具上端设有凸起的连接杆，通过所述的连接杆插入到同轴孔中，将第一搅拌工具和第二搅拌工具紧固在一起；它们的对称轴位于同一条垂直线上，所述同轴孔沿圆周方向上设置第一键槽，所述连接杆沿圆周方向上设置第二键槽，所述第一键槽和第二键槽之间通过键连接，且使得第一搅拌工具和第二搅拌工具之间沿轴向可相对滑动。
进一步的，所述的第一搅拌工具中部设有轴肩和搅拌针，所述的第二搅拌工具底部设有轴肩和搅拌针。
进一步的，所述第一键槽和第二键槽的宽度与键的宽度相等。
进一步的，所述第一键槽的长度大于键的长度，所述第二键槽的长度等于键的长度，所述键的厚度大于第二键槽深度，通过调整第二键槽的长度，可以实现不同型腔间距的型材焊接。
进一步的，第二键槽的中部设有螺纹孔，所述的键与第二搅拌工具之间采用螺栓连接。
进一步的，所述的第一搅拌工具上部加工有夹持柄。
进一步的，所述第一键槽和第二键槽均呈竖直的条形槽，且第一键槽和第二键槽的两端呈弧形，所述键的形状与第二键槽的形状一致。
一种焊接方法，通过上述的半浮动式多轴肩搅拌工具完成中空型材的搅拌摩擦焊；上搅拌工具对中上条焊缝，下搅拌工具对中下条焊缝，并使键位于键槽中间位置，焊接过程中，上条焊缝为固定式双轴肩搅拌摩擦焊接，下条焊缝为半浮动式双轴肩搅拌摩擦焊接，下轴肩可随型腔间距的变化而上下自由滑动。
有益效果：1.本发明采用该种半浮动式多轴肩搅拌工具可以实现中空型材多条平行焊缝一次焊接成型，简化焊接工艺，提高焊接效率。
2.本发明可以适应不同型腔间距的型材的焊接，大大提高了搅拌工具的通用性，解决因型材公差导致的搅拌工具抖动大、搅拌针断裂问题。
附图说明
图1为本发明的爆炸结构示意图；
图2为本发明第一搅拌工具的结构示意图；
图3为本发明第二搅拌工具的结构示意图；
图4为本发明键的结构示意图；
图5为本发明螺栓的结构示意图；
图6为本发明一种实施例图。
具体实施方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。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1~6所示的一种实施例：一种半浮动式多轴肩搅拌工具，包括：同轴装配的第一搅拌工具1和第二搅拌工具2，所述第一搅拌工具1的底端设有向内凹陷的同轴孔14，所述第二搅拌工具2上端设有凸起的连接杆15，通过所述的连接杆15插入到同轴孔14中，将第一搅拌工具1和第二搅拌工具2紧固在一起；所述同轴孔14沿圆周方向上设置第一键槽13，所述连接杆15沿圆周方向上设置第二键槽23，所述第一键槽13和第二键槽23之间通过键3连接，且使得第一搅拌工具1和第二搅拌工具2之间沿轴向可相对滑动。
所述的第一搅拌工具1中部设有轴肩11,21和搅拌针12,22，所述的第二搅拌工具2底部设有轴肩11,21和搅拌针12,22。
所述第一键槽13和第二键槽23的宽度与键3的宽度相等。
所述第一键槽13的长度大于键3的长度，所述第二键槽23的长度等于键3的长度，所述键3的厚度大于第二键槽23深度。
第二键槽23的中部设有螺纹孔20，所述的键3与第二搅拌工具2之间采用螺栓31连接。
所述的第一搅拌工具1上部加工有夹持柄10。
所述第一键槽13和第二键槽23均呈竖直的条形槽，且第一键槽13和第二键槽23的两端呈弧形，所述键3的形状与第二键槽23的形状一致。
一种焊接方法，通过上述的半浮动式多轴肩搅拌工具完成中空型材的搅拌摩擦焊；上搅拌工具对中上条焊缝，下搅拌工具对中下条焊缝，并使键位于键槽中间位置，焊接过程中，上条焊缝为固定式双轴肩搅拌摩擦焊接，下条焊缝为半浮动式双轴肩搅拌摩擦焊接，下轴肩可随型腔间距的变化而上下自由滑动。
本发明采用该种半浮动式多轴肩搅拌工具可以实现中空型材多条平行焊缝一次焊接成型，简化焊接工艺，提高焊接效率。
本发明可以适应不同型腔间距的型材的焊接，大大提高了搅拌工具的通用性，解决因型材公差导致的搅拌工具抖动大、搅拌针断裂问题。
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 (8)
1.一种半浮动式多轴肩搅拌工具，其特征在于，包括：同轴装配的第一搅拌工具和第二搅拌工具，所述第一搅拌工具的底端设有向内凹陷的同轴孔，所述第二搅拌工具上端设有凸起的连接杆，通过所述的连接杆插入到同轴孔中，将第一搅拌工具和第二搅拌工具紧固在一起；所述同轴孔沿圆周方向上设置第一键槽，所述连接杆沿圆周方向上设置第二键槽，所述第一键槽和第二键槽之间通过键连接，且使得第一搅拌工具和第二搅拌工具之间沿轴向可相对滑动。
2.根据权利要求1所述的一种半浮动式多轴肩搅拌工具，其特征在于，所述的第一搅拌工具中部设有轴肩和搅拌针，所述的第二搅拌工具底部设有轴肩和搅拌针。
3.根据权利要求1所述的一种半浮动式多轴肩搅拌工具，其特征在于，所述第一键槽和第二键槽的宽度与键的宽度相等。
4.根据权利要求1所述的一种半浮动式多轴肩搅拌工具，其特征在于，所述第一键槽的长度大于键的长度，所述第二键槽的长度等于键的长度。
5.根据权利要求1所述的一种半浮动式多轴肩搅拌工具，其特征在于，第二键槽的中部设有螺纹孔，所述的键与第二搅拌工具之间采用螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的一种半浮动式多轴肩搅拌工具，其特征在于，所述的第一搅拌工具上部加工有夹持柄。
7.根据权利要求1所述的一种半浮动式多轴肩搅拌工具，其特征在于，所述第一键槽和第二键槽均呈竖直的条形槽，且第一键槽和第二键槽的两端呈弧形，所述键的形状与第二键槽的形状一致。
8.一种焊接方法，其特征在于，应用权利要求1-7任一项所述的半浮动式多轴肩搅拌工具完成中空型材的搅拌摩擦焊。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911093558.8A CN110834143A (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种半浮动式多轴肩搅拌工具及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911093558.8A CN110834143A (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种半浮动式多轴肩搅拌工具及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110834143A true CN110834143A (zh) | 2020-02-25 |
Family
ID=69574852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911093558.8A Pending CN110834143A (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种半浮动式多轴肩搅拌工具及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110834143A (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101970167A (zh) * | 2008-03-14 | 2011-02-09 | 美铝公司 | 用于同时对部件间的多平行壁进行搅拌摩擦焊的先进多轴肩固定线轴式搅拌头 |
| CN102490018A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-13 | 重庆大学 | 一种浮动双轴肩双搅拌针的切削-搅拌摩擦焊接复合加工设备及其制造方法 |
| CN102581475A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-07-18 | 哈尔滨工业大学 | 倾角可调且轴肩呈上凹下凸式搅拌摩擦焊的焊具及方法 |
| CN103335768A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-10-02 | 江苏科技大学 | 一种随动式双轴肩搅拌摩擦焊接的轴向力检测装置 |
| CN105171230A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-23 | 张立华 | 一种间隙自动调节双轴肩搅拌头 |
| CN205200794U (zh) * | 2015-08-19 | 2016-05-04 | 长春工业大学 | 一种搅拌摩擦焊用双轴肩的搅拌头 |
| CN105562921A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-05-11 | 江苏科技大学 | 一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头 |
| CN206500765U (zh) * | 2016-12-30 | 2017-09-19 | 广东省焊接技术研究所（广东省中乌研究院） | 一种用于空间焊接的浮动双轴肩搅拌摩擦焊接工具 |
| CN108311785A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-07-24 | 航天工程装备（苏州）有限公司 | 用于焊接中空型材的组装型多轴肩搅拌工具及焊接方法 |
| CN108581178A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-09-28 | 上海工程技术大学 | 一种浮动式双静止轴肩搅拌摩擦焊接用搅拌头 |
| CN109434271A (zh) * | 2018-07-15 | 2019-03-08 | 倪平涛 | 一种带辅助拉绳装置的静止四轴肩搅拌摩擦焊搅拌头及其焊接中空型材对接焊缝的方法 |
| CN211135903U (zh) * | 2019-11-11 | 2020-07-31 | 航天工程装备（苏州）有限公司 | 一种半浮动式多轴肩搅拌工具 |
-
2019
- 2019-11-11 CN CN201911093558.8A patent/CN110834143A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101970167A (zh) * | 2008-03-14 | 2011-02-09 | 美铝公司 | 用于同时对部件间的多平行壁进行搅拌摩擦焊的先进多轴肩固定线轴式搅拌头 |
| CN102490018A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-13 | 重庆大学 | 一种浮动双轴肩双搅拌针的切削-搅拌摩擦焊接复合加工设备及其制造方法 |
| CN102581475A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-07-18 | 哈尔滨工业大学 | 倾角可调且轴肩呈上凹下凸式搅拌摩擦焊的焊具及方法 |
| CN103335768A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-10-02 | 江苏科技大学 | 一种随动式双轴肩搅拌摩擦焊接的轴向力检测装置 |
| CN205200794U (zh) * | 2015-08-19 | 2016-05-04 | 长春工业大学 | 一种搅拌摩擦焊用双轴肩的搅拌头 |
| CN105171230A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-23 | 张立华 | 一种间隙自动调节双轴肩搅拌头 |
| CN105562921A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-05-11 | 江苏科技大学 | 一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头 |
| CN206500765U (zh) * | 2016-12-30 | 2017-09-19 | 广东省焊接技术研究所（广东省中乌研究院） | 一种用于空间焊接的浮动双轴肩搅拌摩擦焊接工具 |
| CN108311785A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-07-24 | 航天工程装备（苏州）有限公司 | 用于焊接中空型材的组装型多轴肩搅拌工具及焊接方法 |
| CN108581178A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-09-28 | 上海工程技术大学 | 一种浮动式双静止轴肩搅拌摩擦焊接用搅拌头 |
| CN109434271A (zh) * | 2018-07-15 | 2019-03-08 | 倪平涛 | 一种带辅助拉绳装置的静止四轴肩搅拌摩擦焊搅拌头及其焊接中空型材对接焊缝的方法 |
| CN211135903U (zh) * | 2019-11-11 | 2020-07-31 | 航天工程装备（苏州）有限公司 | 一种半浮动式多轴肩搅拌工具 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108031967B (zh) | 无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具及焊接方法 | |
| CN102120287B (zh) | 一种嵌入式搅拌摩擦缝焊方法 | |
| US20060043152A1 (en) | Fracture resistant friction stir welding tools | |
| CN211135903U (zh) | 一种半浮动式多轴肩搅拌工具 | |
| CN113500287B (zh) | 一种摩擦焊接增材设备及方法 | |
| CN110434452B (zh) | 一种多层中空型材焊接的自适应搅拌工具及焊接方法 | |
| EP3680055B1 (en) | Double-action friction stir spot welding device and double-action friction stir spot welding method | |
| CN105855693A (zh) | 组合型触发式搅拌摩擦塞钎焊补焊方法及其焊具 | |
| CN110524105B (zh) | 一种用于摩擦焊的旋转焊具及焊接方法 | |
| CN214518156U (zh) | 一种悬浮式厚板双轴肩搅拌摩擦焊接装置 | |
| JP7210735B2 (ja) | 摩擦攪拌接合用の工具組立体 | |
| CN110548986A (zh) | 一种异种材料的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法和应用 | |
| CN113523534A (zh) | 一种实现异种材料连接的增材法搅拌摩擦焊接工艺 | |
| JP2009050875A (ja) | パイプと複数個の被接合部材との接合方法 | |
| CN110834143A (zh) | 一种半浮动式多轴肩搅拌工具及方法 | |
| CN214769645U (zh) | 一种搅拌摩擦焊接用的可拆卸搅拌头 | |
| CN210849277U (zh) | 一种用于加工薄壁筒的钻孔工装 | |
| CN111015110B (zh) | 一种难变形金属管件的制备方法 | |
| CN112247340A (zh) | 一种制作铝合金模板的方法 | |
| CN214442750U (zh) | 一种钨合金棒材锻造接料用工装 | |
| CN211028538U (zh) | 一种搅拌摩擦表面改性专用搅拌头 | |
| JP2012066363A (ja) | 超硬工具及びその製造方法 | |
| CN109967857A (zh) | 一种实现大深宽比低阻抗焊接的搅拌摩擦焊焊具 | |
| CN214815036U (zh) | 一种铝合金加工用打槽装置 | |
| CN210080632U (zh) | 一种锻造用下砧快换装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |