CN203830901U - 一种搅拌摩擦焊搅拌头 - Google Patents
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Abstract
一种搅拌摩擦焊搅拌头，包括末端夹持部、中部轴肩以及前端的搅拌针，所述搅拌针包括圆锥头，圆锥头上设置有3条顺时针的螺旋槽，所述螺旋槽内表面均布有环形凹槽，所述环形凹槽截面的为倒梯形，所述中部轴肩与搅拌针的连接端面为内凹的圆弧面，圆弧面上围绕圆心开设有若干条放射状引流槽，所述引流槽为中间大两端小的沟槽，其中间深度为两端深度的两倍，所述引流槽与环形凹槽连通。延长搅拌针使用寿命，加速焊液流动性，提高焊接质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及搅拌摩擦焊搅拌头制作领域。
背景技术
搅拌摩擦焊接是由英国焊接研究所(TWI)于1991年实用新型，它是一种绿色的固相连接技术，与传统的熔焊相比，具有焊接变形小，无污染，且焊缝不会出现裂纹、咬边等熔焊常见的缺陷，特别适合铝合金的焊接。由于该技术的优越性，搅拌摩擦焊已经成功的应用于航天、航空、船舶等行业。虽然搅拌摩擦焊接技术取得了飞跃的发展，但被焊产品的厚度一般不超过 25mm ；虽然采用熔化极氩弧焊接 (MIG) 可以焊接 25mm 以上的铝合金，但焊缝组织中会出现气孔，焊缝也很难达到相关的检测标准 ；此外，熔化极氩弧焊的热输入量大，焊接变形较难控制。因此，对于厚度超过 25mm 铝合金采用搅拌摩擦焊是一种较佳的焊接方式。而
在搅拌摩擦焊接中，搅拌头的设计是非常关键的，其大小与形状决定了加热、塑性流动和塑化材料被顶锻的模式，同时还决定了焊缝的尺寸、焊接速度和工具的强度 ；搅拌头材料决定了摩擦生热率、搅拌针的强度和焊接温度，而焊接温度则最终决定了何种材料能够进行搅拌摩擦焊接。搅拌头材料、搅拌头轴肩和搅拌针的型体是搅拌头优劣的 3 个主要决定性因素，关系到连接接头的性能与生产成本和效率。
现有技术的搅拌头一般也均包括夹持部、轴肩以及搅拌针，但其结构搅拌针一般均为简单的圆锥头，在进行搅拌作业时，焊液流动性较差，并且容易造成焊接材料飞溅，造成焊接缺陷。中国专利公开号为CN 203390384 U公开了一种零角度搅拌摩擦的焊接头，其特征在于 ：包括本体，所述本体上设有刀柄、轴肩和搅拌针，所述刀柄上设有环形凹槽，所述轴肩上设有内凹腔，所述内凹腔中设有凸筋，所述搅拌针呈锥台形，搅拌针上设有螺纹。通过对轴肩结构的改进，有效克服现有技术的不足，但其搅拌针在进行摩擦焊接时与焊接材料摩擦接触时，焊液流动性依然没有明显的改进，容易造成搅拌针摩擦温度过高，对搅拌针的质量要求较高，实用寿命较短，由于对于厚度较厚，厚薄不均的焊接产品，焊接效果并不理想，有待改进。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种延长搅拌针使用寿命，加速焊液流动性，提高焊接质量的搅拌摩擦焊搅拌头。
本实用新型为解决上述技术问题，提供了以下技术方案：一种搅拌摩擦焊搅拌头，包括末端夹持部、中部轴肩以及前端的搅拌针，其特征在于所述搅拌针包括圆锥头，圆锥头上设置有3条顺时针的螺旋槽，所述螺旋槽内表面均布有环形凹槽，所述环形凹槽截面的为倒梯形，所述中部轴肩与搅拌针的连接端面为内凹的圆弧面，圆弧面上围绕圆心开设有若干条放射状引流槽，所述引流槽为中间大两端小的沟槽，其中间深度为两端深度的两倍，所述引流槽与环形凹槽连通。
本实用新型的技术关键在于通过对搅拌针结构的改进，通过加设螺旋槽、环形凹槽以及放射状引流槽，并相互连通，大大提高了焊液的流动性，提高了焊接效率。，当进行搅拌摩擦焊接时，旋转的搅拌针完全插入焊件内，轴肩外沿与焊件上表面进行摩擦，把一部分的固溶状态的材料挤压入内凹的圆弧面内，内凹的圆弧面的引流槽将固溶状态挤入螺旋槽继续进行摩擦，保持材料的流动性，以便后续流入底部来填满焊缝。
作为优选，所述圆锥头端部中心开设有球状凹槽，凹槽边缘围绕圆心均布有3个缺口。
作为优选，中间轴肩表面开设有若干环形沟槽，所述沟槽底部设置有圆弧状凸筋。
本实用新型的有益效果：本实用新型大大提高了摩擦时焊液的流动性，从而提高了焊接质量，延长了搅拌针的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的仰视图。
具体实施方式
一种搅拌摩擦焊搅拌头，包括末端夹持部001、中部轴肩002以及前端的搅拌针003，所述搅拌针003包括圆锥头031，圆锥头031上设置有3条顺时针的螺旋槽032，所述螺旋槽032内表面均布有环形凹槽033，所述环形凹槽033截面的为倒梯形，所述中部轴肩002与搅拌针003的连接端面021为内凹的圆弧面，圆弧面上围绕圆心开设有若干条放射状引流槽022，所述引流槽022为中间大两端小的沟槽，其中间深度为两端深度的两倍，所述引流槽022与环形凹槽033连通。所述圆锥头031端部中心开设有球状凹槽034，凹槽034边缘围绕圆心均布有3个缺口035。中间轴肩002表面开设有若干环形沟槽023，所述沟槽023底部设置有圆弧状凸筋231。
Claims (3)
1.一种搅拌摩擦焊搅拌头，包括末端夹持部、中部轴肩以及前端的搅拌针，其特征在于所述搅拌针包括圆锥头，圆锥头上设置有3条顺时针的螺旋槽，所述螺旋槽内表面均布有环形凹槽，所述环形凹槽截面的为倒梯形，所述中部轴肩与搅拌针的连接端面为内凹的圆弧面，圆弧面上围绕圆心开设有若干条放射状引流槽，所述引流槽为中间大两端小的沟槽，其中间深度为两端深度的两倍，所述引流槽与环形凹槽连通。
2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于所述圆锥头端部中心开设有球状凹槽，凹槽边缘围绕圆心均布有3个缺口。
3.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于中间轴肩表面开设有若干环形沟槽，所述沟槽底部设置有圆弧状凸筋。
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