CN111790979A - 一种搅拌摩擦焊搭接刀具 - Google Patents
一种搅拌摩擦焊搭接刀具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111790979A CN111790979A CN202010719697.3A CN202010719697A CN111790979A CN 111790979 A CN111790979 A CN 111790979A CN 202010719697 A CN202010719697 A CN 202010719697A CN 111790979 A CN111790979 A CN 111790979A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- small
- stirring pin
- friction stir
- stir welding
- cutter
- 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 63
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 14
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 239000010953 base metal Substances 0.000 abstract description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 12
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction 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
- B23K20/1255—Tools therefor, e.g. characterised by the shape of the probe
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
本发明属于搅拌摩擦焊技术领域，提供了一种搅拌摩擦焊搭接刀具，用于搭接上板材和下板材，包括刀体、夹持柄以及工作部；夹持柄与刀体一体组成，夹持柄连接在刀体的一端并用于与焊接设备刀柄固定连接；工作部一体连接在夹持刀体的另一端，工作部包括大搅拌针和小搅拌针，大搅拌针和小搅拌针同时破碎坡口面金属板材并提高下板材的塑型金属流动性后实现搭接。本发明的优点在于通过大小两个搅拌针同时破碎坡口面母材金属，在大小两个轴肩同时旋转作用下，分别带动上下两块母材的塑性金属流动，与常规搅拌摩擦焊接刀具相比，利用小轴肩可大大提高下板材的塑型金属流动性，改善焊缝内部压强分布，进而消除冷搭接缺陷及HOOK缺陷。
Description
技术领域
本发明属于搅拌摩擦焊技术领域，涉及一种搅拌摩擦焊搭接刀具。
背景技术
在铝合金搭接接头在搅拌摩擦焊接过程中由于焊缝金属流动不充分、上板和下板之间热量传递不佳，现有的搅拌摩擦焊搭接刀具在加工时容易形成HOOK缺陷及冷搭接缺陷，因此有必要对现有的搅拌摩擦焊搭接刀具进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种提高下板的塑型金属流动性，消除HOOK缺陷及冷搭接缺陷的搅拌摩擦焊搭接刀具。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种搅拌摩擦焊搭接刀具，用于搭接上板材和下板材，其特征在于，包括：
刀体；
夹持柄，与刀体一体组成，其中，夹持柄连接在刀体的一端并用于与焊接设备刀柄固定连接；
工作部，一体连接在夹持刀体的另一端，其中，工作部包括大搅拌针和小搅拌针，大搅拌针和小搅拌针同时破碎坡口面金属板材并提高下板材的塑型金属流动性后实现搭接。
在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，小搅拌针与大搅拌针的连接处具有小轴肩，大搅拌针与刀体的连接处具有大轴肩，其中，大轴肩和小轴肩同时旋转并带动金属上板材和金属下板材的塑性金属流动。
当进行搅拌摩擦焊搭接时，小轴肩是处于下板材处进行搅拌，而大轴肩是处于上板材处进行搅拌，大搅拌针和小搅拌针同时破碎坡口面金属板材，其中大轴肩和小轴肩同时旋转并分别带动金属上板材和金属下板材的塑性金属流动后实现搭接，由于小轴肩可以大大提高下板材的塑型金属流动性，从而改善焊缝内部压强分布，进而消除冷搭接缺陷及HOOK缺陷。
在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，刀体包括有一体连接的过渡部以及散热部，所述过渡部呈上端大下端小圆头状，其中，散热部上具有散热环。
在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，小搅拌针为呈下端小上端大的柱状针。
在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，大搅拌针为多个布置在表面的圆凸环。
在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，相邻的两个圆凸环的过渡连接处为圆槽。
在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，过渡部的底面上具有面配合圆环。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过大小两个搅拌针同时破碎坡口面母材金属，在大小两个轴肩同时旋转作用下，分别带动上下两块母材的塑性金属流动，与常规搅拌摩擦焊接刀具相比，利用小轴肩可大大提高下板材的塑型金属流动性，改善焊缝内部压强分布，进而消除冷搭接缺陷及HOOK缺陷。
附图说明
图1是本搅拌摩擦焊搭接刀具立体结构的示意图；
图2是图1的局部放大图；
图3是图1的正视结构示意图；
图4是图3的A-A向剖视结构示意图；
图5是本搅拌摩擦焊搭接刀具在搭接板材时的状态示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
图中，刀体100；过渡部1001；散热部1002；散热环1003；配合圆环1004；夹持柄200；定位槽2001；工作部300；大搅拌针3001；小搅拌针3002；大轴肩3003；小轴肩3004；圆凸环3005；圆槽3006；上板材400；下板材500。
如图1和图5所示，本搅拌摩擦焊搭接刀具，用于搭接上板材400和下板材500，整个刀具一体加工而成，主要包括刀体100、夹持柄200以及工作部300，整个刀具适用于铝合金型材的搭接接头FSW焊接，所涉及的领域为航空航天薄壁结构件、汽车电池托盘及水冷板等轻量化结构件及轨道列车车体部分结构的焊接。
夹持柄200是与刀体100一体组成，其中夹持柄200连接在刀体100的一端并用于与焊接设备刀柄连接，并且夹持柄200上设定一定位槽2001，方便牢靠的与机械手进行固定连接，并通过机械手带动整个刀具进行加工作业，作为优化，刀体100包括有一体连接的过渡部1001以及散热部1002，过渡部1001呈上端大下端小圆头状，其中散热部1002上具有散热环1003，这里过渡部1001主要起到连接工作部300以及传递热量的作用，这里当工作部300进行搅拌摩擦焊时会产生热量，就可以通过散热环1003将热量散发出去，从而防止热量过热，影响搭接的效果，并且散热环1003可以方便整个刀具装夹。
如图2、图3以及图4所示，作为进一步优化，本实施例中的工作部300一体连接在夹持刀体100的另一端，其中工作部300包括大搅拌针3001和小搅拌针3002，其中小搅拌针3002位于前端，大搅拌针3001位于后端，小搅拌针3002与大搅拌针3001的连接处具有小轴肩3004，大搅拌针3001与刀体100的过渡部1001的连接处具有大轴肩3003，如图5所示，当进行搅拌摩擦焊搭接时，小轴肩3004是处于下板材500处进行搅拌，而大轴肩3003是处于上板材400处进行搅拌，大搅拌针3001和小搅拌针3002同时破碎坡口面金属板材，其中大轴肩3003和小轴肩3004同时旋转并分别带动金属上板材400和金属下板材500的塑性金属流动后实现搭接，由于小轴肩3004可以大大提高下板材500的塑型金属流动性，从而改善焊缝内部压强分布，进而消除冷搭接缺陷及HOOK缺陷，作为优化，过渡部1001的底面上具有面配合圆环1004，利用配合圆环1004可以与上板材400底面充分接触，进一步保证上板材400塑型金属流动性。
为了方便整个刀具穿过板材，作为进一步优化，小搅拌针3002为呈下端小上端大的柱状针，大搅拌针3001为多个布置在表面的圆凸环3005，相邻的两个圆凸环3005的过渡连接处为圆槽3006，整个圆凸环3005即是刀口，利用小搅拌针3002可以先顺利穿过板材，然后再利用后端大搅拌针3001的圆凸环3005进行搅拌后产生热量，从而消除冷搭接缺陷及HOOK缺陷。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。
Claims (7)
1.一种搅拌摩擦焊搭接刀具，用于搭接上板材和下板材，其特征在于，包括：
刀体；
夹持柄，与刀体一体组成，其中，夹持柄连接在刀体的一端并用于与焊接设备刀柄固定连接；
工作部，一体连接在夹持刀体的另一端，其中，工作部包括大搅拌针和小搅拌针，大搅拌针和小搅拌针同时破碎坡口面金属板材并提高下板材的塑型金属流动性后实现搭接。
2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具，其特征在于，小搅拌针与大搅拌针的连接处具有小轴肩，大搅拌针与刀体的连接处具有大轴肩，其中，大轴肩和小轴肩同时旋转并带动金属上板材和金属下板材的塑性金属流动。
3.根据权利要求1或2所述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具，其特征在于，刀体包括有一体连接的过渡部以及散热部，所述过渡部呈上端大下端小圆头状，其中，散热部上具有散热环。
4.根据权利要求1或2所述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具，其特征在于，小搅拌针为呈下端小上端大的柱状针。
5.根据权利要求1或2所述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具，其特征在于，大搅拌针为多个布置在表面的圆凸环。
6.根据权利要求5所述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具，其特征在于，相邻的两个圆凸环的过渡连接处为圆槽。
7.根据权利要求3所述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具，其特征在于，过渡部的底面上具有面配合圆环。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010719697.3A CN111790979A (zh) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | 一种搅拌摩擦焊搭接刀具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010719697.3A CN111790979A (zh) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | 一种搅拌摩擦焊搭接刀具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111790979A true CN111790979A (zh) | 2020-10-20 |
Family
ID=72828641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010719697.3A Pending CN111790979A (zh) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | 一种搅拌摩擦焊搭接刀具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111790979A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203390384U (zh) * | 2013-08-19 | 2014-01-15 | 苏州市永创金属科技有限公司 | 一种零角度搅拌摩擦的焊接头 |
| CN106271030A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-01-04 | 江西理工大学 | 一种用于厚板搅拌摩擦焊的分级式搅拌头 |
| CN106312291A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-01-11 | 南京航空航天大学 | 一种带有切削刃的搅拌摩擦焊搅拌头 |
| JP2018001178A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 株式会社Ihi | 摩擦攪拌用工具及び摩擦攪拌用工具を有する摩擦攪拌接合装置 |
| CN207154997U (zh) * | 2017-09-08 | 2018-03-30 | 北京世佳博科技发展有限公司 | 一种适用于无前进倾角搅拌摩擦焊接的搅拌头 |
| CN108031967A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-15 | 上海航天设备制造总厂 | 无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具及焊接方法 |
| CN108453369A (zh) * | 2018-04-30 | 2018-08-28 | 南京理工大学 | 一种用于厚板叠层铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头 |
| CN212682780U (zh) * | 2020-07-23 | 2021-03-12 | 敏实汽车技术研发有限公司 | 一种搅拌摩擦焊搭接刀具 |
-
2020
- 2020-07-23 CN CN202010719697.3A patent/CN111790979A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203390384U (zh) * | 2013-08-19 | 2014-01-15 | 苏州市永创金属科技有限公司 | 一种零角度搅拌摩擦的焊接头 |
| JP2018001178A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 株式会社Ihi | 摩擦攪拌用工具及び摩擦攪拌用工具を有する摩擦攪拌接合装置 |
| CN106271030A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-01-04 | 江西理工大学 | 一种用于厚板搅拌摩擦焊的分级式搅拌头 |
| CN106312291A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-01-11 | 南京航空航天大学 | 一种带有切削刃的搅拌摩擦焊搅拌头 |
| CN207154997U (zh) * | 2017-09-08 | 2018-03-30 | 北京世佳博科技发展有限公司 | 一种适用于无前进倾角搅拌摩擦焊接的搅拌头 |
| CN108031967A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-15 | 上海航天设备制造总厂 | 无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具及焊接方法 |
| CN108453369A (zh) * | 2018-04-30 | 2018-08-28 | 南京理工大学 | 一种用于厚板叠层铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头 |
| CN212682780U (zh) * | 2020-07-23 | 2021-03-12 | 敏实汽车技术研发有限公司 | 一种搅拌摩擦焊搭接刀具 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102581473B (zh) | 一种适用于颗粒增强铝基复合材料连接的超声辅助半固态搅拌摩擦焊接方法 | |
| CN108127244B (zh) | 一种异种材料错配处理双道搅拌摩擦焊方法 | |
| CN108406084B (zh) | 一种搅拌头、搅拌摩擦焊装置及加工镁铝异种合金的方法 | |
| JP6471462B2 (ja) | 液冷ジャケットの製造方法 | |
| CN203778960U (zh) | 一种搅拌摩擦焊接用双轴肩搅拌头 | |
| CN212682780U (zh) | 一种搅拌摩擦焊搭接刀具 | |
| CN109551096A (zh) | 一种全焊透双静止轴肩填丝搅拌摩擦焊方法 | |
| US20160265473A1 (en) | Friction-Welded Structure Assembly, Water-Cooled Internal Combustion Engine Cylinder Head, Water-Cooled Internal Combustion Engine And Machine Equipped With Same | |
| CN109623132A (zh) | 一种提高7系铝合金搅拌摩擦焊接头性能的装置和方法 | |
| CN110524105B (zh) | 一种用于摩擦焊的旋转焊具及焊接方法 | |
| CN111790979A (zh) | 一种搅拌摩擦焊搭接刀具 | |
| CN210703303U (zh) | 一种焊接用焊接件紧固夹持装置 | |
| CN112719567A (zh) | 一种铜铝异材冷却板搅拌摩擦隧道成形方法和冷却板 | |
| CN213945261U (zh) | 一种液冷静轴肩搅拌摩擦搅拌工具 | |
| CN214769645U (zh) | 一种搅拌摩擦焊接用的可拆卸搅拌头 | |
| CN211135903U (zh) | 一种半浮动式多轴肩搅拌工具 | |
| CN211305187U (zh) | 一种用于摩擦焊的旋转焊具 | |
| CN216829135U (zh) | 一种固相连接热压焊刀具 | |
| CN218612232U (zh) | 一种垂直零角度搅拌摩擦焊接装置 | |
| CN216829134U (zh) | 一种提高塑性金属流动性的搅拌摩擦焊刀具 | |
| CN211248763U (zh) | 一种无飞边及减薄的无轴肩搅拌摩擦焊工具 | |
| CN112705833B (zh) | 一种铝合金厚板搅拌摩擦焊焊接工艺 | |
| CN112548314A (zh) | 一种超声辅助搅拌摩擦隧道成形方法 | |
| CN214558217U (zh) | 一种实现磨粒有序排布的钎焊搅拌摩擦焊搅拌头的夹具 | |
| CN216138288U (zh) | 一种焊接水冷铜板专用刀具 |
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 |