CN203401213U - 一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头，包括搅拌主体，所述搅拌主体后端固定有夹持段，前端通过过渡段与搅拌针相连，在搅拌主体上设有若干环形沟槽，每条环形沟槽通过至少一条直凹槽连通，所述过渡段包括与搅拌主体相连的内凹圆弧面及与搅拌针相连的轴肩，在搅拌针上设有若干螺纹。本实用新型通过采用过渡段将搅拌主体与搅拌针进行连接，且过渡段采用内凹的圆弧面与带有螺旋凹槽的轴肩连接，有效提高金属材料在搅拌摩擦焊过程中的流动速度。通过在搅拌针上设置有螺纹，增加了焊接时的摩擦阻力；同时在搅拌主体上增设环形沟槽，且通过直凹槽将环形沟槽连通，进而增加摩擦阻力和塑化材料的流动性。增加搅拌头的使用寿命，提高焊接质量。
Description
技术领域
本实用新型属于搅拌摩擦焊接技术领域，特别是涉及一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头。
背景技术
搅拌摩擦焊是利用高速旋转的搅拌头和封肩与金属摩擦生热使金属处于塑性状态，随着搅拌头向前移动，金属向搅拌头后方流动形成致密焊缝的一种固相焊方法。搅拌头作为搅拌摩擦焊工艺中的核心，其结构的合理与否直接影响着焊接质量的好坏和搅拌头的使用寿命。目前使用的搅拌头主要是由轴肩和搅拌针组成，其轴肩多采用内凹结构，而搅拌针多采用带螺纹或光滑的圆锥体结构。该搅拌头结构简单，便于制造，但是在搅拌摩擦焊接过程中，使用寿命较短，尤其是在T型板大批量生产中，采用搅拌摩擦焊时，搅拌头容易产生裂纹、表面沟槽、表面起皮或起丝、弧形叠纹、表面鼓包、背部焊瘤等焊接缺陷，严重影响焊接质量，同时严重影响产品生产进度。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头。
本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。
一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头，包括搅拌主体，所述搅拌主体后端固定有夹持段，前端通过过渡段与搅拌针相连，所述搅拌主体上设有若干环形沟槽，每条环形沟槽通过至少一条直凹槽连通，所述过渡段包括与搅拌主体相连的内凹圆弧面及与搅拌针相连的轴肩，所述搅拌针上设有若干螺纹。
所述夹持段上设有相互对称的两定位面。
所述轴肩端面设有轴端螺旋，且轴端螺旋与螺纹圆滑过渡。
所述轴肩上设有环形螺旋凹槽，且环形螺旋凹槽与内凹圆弧面圆 滑过渡。
所述螺纹为5～8圈，螺距为0.4～0.6mm，牙深为0.04～0.06mm。
所述环形沟槽深度为0.5～0.8mm，宽度为1～3mm。
本实用新型的有益效果是：
与现有技术相比，本实用新型通过采用过渡段将搅拌主体与搅拌针进行连接，且过渡段采用内凹的圆弧面与带有螺旋凹槽的轴肩连接，有效提高金属材料在搅拌摩擦焊过程中的流动速度。由于在搅拌针上设置有螺纹，从而增加了焊接时的摩擦阻力；通过在搅拌主体上增设环形沟槽，且通过直凹槽将环形沟槽连通，进而增加摩擦阻力和塑化材料的流动性。在实际摩擦焊接过程中，采用本实用新型具有如下优点：
1、焊接后焊缝无裂纹、表面沟槽、表面起皮或起丝、弧形叠纹、表面鼓包、背部焊瘤等缺陷，且尾孔内无孔洞型缺陷；
2、焊缝按QJ2698-95进行的射线探伤，不低于标准的Ⅱ级；
3、焊接后按NB/T47014-2011进行取样及拉伸试验，试样的抗拉强度不低于母材钢号标准规定值的下限值315MPa，按NB/T47014-2011进行取样及弯曲试验，试样背弯和面弯到规定的角度90°后，其拉伸面上沿任何方向无裂纹或缺陷。
4、本实用新型具有可靠性高、易加工、不易磨损、焊接后焊缝质量好等特点，特别适合用于焊接5AO6的铝合金。
附图说明
图1为本实用新型平面结构主视图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的左视图；
图4为图1的右视图；
图5为本实用新型立体结构示意图；
图6为本实用新型中搅拌针与轴肩部位局部放大示意图。
图中：1-夹持段，2-搅拌头主体，3-过渡段，4-搅拌针，11-定位面，21-环形沟槽，22-直凹槽，31-轴肩，32-内凹圆弧面，41-螺纹，311-轴端螺旋，312-轴肩螺旋凹槽。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图5所示，本实用新型所述的一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头，包括搅拌主体2，所述搅拌主体2后端固定有夹持段1，前端通过过渡段3与搅拌针4相连，所述搅拌主体2上设有若干环形沟槽21，每条环形沟槽21通过至少一条直凹槽22连通，所述过渡段3包括与搅拌主体2相连的内凹圆弧面32及与搅拌针4相连的轴肩31，所述搅拌针4上设有若干螺纹41。采用本技术方案，可有效提高金属材料在搅拌摩擦焊过程中的流动速度。通过直凹槽22将环形沟槽21相互连通，可形成纵横方向的流动空间，不但增加焊接过程中的摩擦阻力，而且大大提高了塑化材料的流动性。
所述夹持段1上设有相互对称的两定位面11。采用该技术方案，不但起到定位的作用，而且还可以防止搅拌头在焊接过程中产生松动现象。
所述轴肩31端面设有轴端螺旋311，且轴端螺旋311与螺纹41圆滑过渡。采用该技术方案，在焊接过程中可以使焊接气流沿螺纹41经轴端螺旋311流向搅拌主体2，再通过设置于搅拌主体上的沟槽流出，从而增加塑化材料的流动性，降低焊接温度，增加搅拌头使用寿命。
所述轴肩31上设有环形螺旋凹槽312，且环形螺旋凹槽312与内凹圆弧面31圆滑过渡。
所述螺纹41为5～8圈，螺距为0.4～0.6mm，牙深为0.04～0.06mm。采用该技术方案，更利于增加焊接时的摩擦阻力。
所述环形沟槽21深度为0.5～0.8mm，宽度为1～3mm。采用该技术方案，不但可以增加焊接时的摩擦阻力，而且可大大提高塑化材料的流动性。
本实用新型所述的搅拌头加工过程是：首先将材料进行下料，然后进行热处理，要求HRC在26至32之间，由于搅拌头选用的材料为W18Cr4V，因此采用的是真空热处理的加工方法，再严格按照设计所 需尺寸进行数控机加加工，加工好后再采用真空热处理将搅拌头的HCR加工到45至50，然后将搅拌头表面进行抛光。
Claims (6)
1.一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头，包括搅拌主体（2），其特征在于：所述搅拌主体（2）后端固定有夹持段（1），前端通过过渡段（3）与搅拌针（4）相连，所述搅拌主体（2）上设有若干环形沟槽（21），每条环形沟槽（21）通过至少一条直凹槽（22）连通，所述过渡段（3）包括与搅拌主体（2）相连的内凹圆弧面（32）及与搅拌针（4）相连的轴肩（31），所述搅拌针（4）上设有若干螺纹（41）。
2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头，其特征在于：所述夹持段（1）上设有相互对称的两定位面（11）。
3.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头，其特征在于：所述轴肩（31）端面设有轴端螺旋（311），且轴端螺旋（311）与螺纹（41）圆滑过渡。
4.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头，其特征在于：所述轴肩（31）上设有环形螺旋凹槽（312），且环形螺旋凹槽（312）与内凹圆弧面（31）圆滑过渡。
5.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头，其特征在于：所述螺纹（41）为5～8圈，螺距为0.4～0.6mm，牙深为0.04～0.06mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊的搅拌头，其特征在于：所述环形沟槽（21）深度为0.5～0.8mm，宽度为1～3mm。
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