CN204621347U - 一种用于中空等复杂结构件的搅拌摩擦焊焊头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及搅拌摩擦焊技术领域,尤其涉及一种适合于中空等复杂结构件进行搅拌摩擦焊焊头。一种用于中空等复杂结构件的搅拌摩擦焊焊头,其包括夹持柄,夹持柄上一体成型有上轴肩,上轴肩的端面的中部设置有连接孔,连接孔内设置有搅拌针,其特征在于:所述的搅拌针的另一端连接有下轴肩,下轴肩上连接有对工件进行支撑的支撑盘。本实用新型所述焊头在焊接时,设置的支撑盘能够对结构件的背部进行支撑,简化了工装,且有效降低了焊接时的转速,在提高效率的同时实现了能耗的降低,适宜推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及搅拌摩擦焊技术领域,尤其涉及一种适合于中空等复杂结构件进行搅拌摩擦焊焊头。
背景技术
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,简称FSW)是1991年由英国焊接研究所发明(US5460317)的一种固相连接技术,特别适用于铝等低熔点合金的焊接。该技术是用搅拌工具高速旋转,通过摩擦热和机械搅动使被焊材料发生塑化、机械混合以及回复、再结晶,进而形成致密焊缝,焊接过程中材料未融化,最高温度约为被焊材料熔点的80%。与熔焊、钎焊、铆接等连接方法相比,该技术具有热输入低、变形小、清洁无污染、焊缝强度较高等诸多优点,已被广泛用于航空航天、轨道交通、船舶、汽车、电力电子、兵器制造、建筑、电气等行业。随着技术的进步和配套设施的逐步完善,搅拌摩擦焊的研究和应用正进入快速发展阶段。
常规的搅拌摩擦焊虽具有诸多优点,但也存在这一些固有的弊端,如存在尾部匙孔、不易实现角焊缝焊接、焊接时需要背部刚性支撑等。为了消除这些弊端,点焊、静轴肩和双轴肩等搅拌摩擦焊方式逐衍生出来。其实,采用常规的搅拌摩擦焊可以在一定程度上解决上述问题,尾孔问题可以通过预留余量或外加引出块、焊后切除来解决,角焊缝可以通过将焊接接头结构变为对搭接形式解决;但是,常规的搅拌摩擦仍需要背部刚性支撑,这严重制约着搅拌摩擦焊应用的扩展。
对于中空结构件、薄壁筒形结构件,不易进行背部刚性固定,搅拌摩擦焊时只能依靠构件自身的刚性支撑,这必然导致焊缝厚度方向无法实现全焊透,大大影响焊缝的强度;对于可以进行背部支撑的带筋板,常规的搅拌摩擦焊虽然可以焊接,但是容易出现背部未焊透或焊穿等缺陷,严重影响焊接接头的弯曲性能和疲劳性能。
发明内容
针对现有技术的不足,本实用新型设计了一种搅拌摩擦焊焊头,该焊头在焊接时,设置的支撑盘能够对结构件的背部进行支撑,简化了工装,且有效降低了焊接时的转速,在提高效率的同时实现了能耗的降低,适宜推广。
本实用新型通过以下技术方案实现:
一种用于中空等复杂结构件的搅拌摩擦焊焊头,其包括夹持柄,夹持柄上一体成型有上轴肩,上轴肩的端面的中部设置有连接孔,连接孔内设置有搅拌针,其特征在于:所述的搅拌针的另一端连接有下轴肩,下轴肩上连接有对工件进行支撑的支撑盘。
本实用新型通过设置的支撑盘对焊接空间的背部进行支撑,无需在工件焊接部位的背部增加刚性垫板,下轴肩以及支撑盘起到刚性支撑的作用,适宜于不能或者不易进行背部刚性支撑结构件的焊接,有效的消除了背部未焊透的缺陷。
进一步的说,所述的下轴肩的表面均布设置有多条导向槽,支撑盘的中部设置有通孔,通孔的表面向通孔中心延长设置有导向块,导向块与导向槽配合,所述的下轴肩的端部设置对支撑盘进行固定的盖板,进一步的支撑盘和下轴肩之间采用活动连接,便于根据工件的结构和尺寸的不同,选择不同的支撑盘,满足不同结构件的生产需要。
所述的导向槽内设置有连接导向孔和盖板的弹簧,设置的弹簧,实现了支撑盘和下轴肩之间的弹性连接,一方面始终使支撑盘与工件的背部贴合,另一方面也不会对工件表面存在较大的摩擦阻力,减少了摩擦焊接过程中收到的阻力,降低能耗。
所述的支撑盘的上表面均布设置有多个支撑球体,设置的支撑球体和工件背部为点接触,有效降低了支撑盘与工件背部之间的摩擦力。
进一步的说,所述的下轴肩的表面对称设置有夹持部,设置的夹持部便于安装时提供夹紧部位,便于安装,降低安装难度和缩短安装时间。
综上所述,本实用新型具有以下有益效果:
1、本实用新型通过设置的支撑盘对焊接空间的背部进行支撑,无需在工件焊接部位的背部增加刚性垫板,下轴肩以及支撑盘起到刚性支撑的作用,适宜于不能或者不易进行背部刚性支撑结构件的焊接,有效的消除了背部未焊透的缺陷。
2、本实用新型实现了支撑盘和下轴肩之间的弹性连接,一方面始终使支撑盘与工件的背部贴合,另一方面也不会对工件表面存在较大的摩擦阻力,减少了摩擦焊接过程中收到的阻力,降低能耗。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为支撑盘的结构示意图,
图3为下轴肩的结构示意图,
图中1为夹持柄,2为上轴肩,3为搅拌针,4为夹持部,5为下轴肩,6为支撑球体,7为支撑盘,8为导向块,9为通孔,10为导向槽,11为盖板。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1至图3所示的一种用于中空等复杂结构件的搅拌摩擦焊焊头,其包括夹持柄1,夹持柄1上一体成型有上轴肩2,上轴肩2的端面的中部设置有连接孔,连接孔内设置有搅拌针3,其特征在于:所述的搅拌针3的另一端连接有下轴肩5,下轴肩5上连接有对工件进行支撑的支撑盘7。
本实用新型通过设置的支撑盘对焊接空间的背部进行支撑,无需在工件焊接部位的背部增加刚性垫板,下轴肩以及支撑盘起到刚性支撑的作用,适宜于不能或者不易进行背部刚性支撑结构件的焊接,有效的消除了背部未焊透的缺陷。
进一步的说,所述的下轴肩5的表面均布设置有多条导向槽10,支撑盘7的中部设置有通孔9,通孔9的表面向通孔中心延长设置有导向块8,导向块8与导向槽10配合,所述的下轴肩5的端部设置对支撑盘进行固定的盖板11,进一步的支撑盘7和下轴肩5之间采用活动连接,便于根据工件的结构和尺寸的不同,选择不同的支撑盘,满足不同结构件的生产需要。
所述的导向槽10内设置有连接导向孔和盖板的弹簧,设置的弹簧,实现了支撑盘和下轴肩之间的弹性连接,一方面始终使支撑盘与工件的背部贴合,另一方面也不会对工件表面存在较大的摩擦阻力,减少了摩擦焊接过程中收到的阻力,降低能耗。
所述的支撑盘7的上表面均布设置有多个支撑球体6,设置的支撑球体和工件背部为点接触,有效降低了支撑盘与工件背部之间的摩擦力。
进一步的说,所述的下轴肩5的表面对称设置有夹持部4,设置的夹持部便于安装时提供夹紧部位,便于安装,降低安装难度和缩短安装时间。
综上所述,本实用新型具有以下有益效果:
1、本实用新型通过设置的支撑盘对焊接空间的背部进行支撑,无需在工件焊接部位的背部增加刚性垫板,下轴肩以及支撑盘起到刚性支撑的作用,适宜于不能或者不易进行背部刚性支撑结构件的焊接,有效的消除了背部未焊透的缺陷。
2、本实用新型实现了支撑盘和下轴肩之间的弹性连接,一方面始终使支撑盘与工件的背部贴合,另一方面也不会对工件表面存在较大的摩擦阻力,减少了摩擦焊接过程中收到的阻力,降低能耗。
Claims (5)
1.一种用于中空等复杂结构件的搅拌摩擦焊焊头,其包括夹持柄,夹持柄上一体成型有上轴肩,上轴肩的端面的中部设置有连接孔,连接孔内设置有搅拌针,其特征在于:所述的搅拌针的另一端连接有下轴肩,下轴肩上连接有对工件进行支撑的支撑盘。
2.根据权利要求1所述的一种用于中空等复杂结构件的搅拌摩擦焊焊头,其特征在于:所述的下轴肩的表面均布设置有多条导向槽,支撑盘的中部设置有通孔,通孔的表面向通孔中心延长设置有导向块,导向块与导向槽配合,所述的下轴肩的端部设置对支撑盘进行固定的盖板。
3.根据权利要求2所述的一种用于中空等复杂结构件的搅拌摩擦焊焊头,其特征在于:所述的导向槽内设置有连接导向孔和盖板的弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种用于中空等复杂结构件的搅拌摩擦焊焊头,其特征在于:所述的支撑盘的上表面均布设置有多个支撑球体。
5.根据权利要求1所述的一种用于中空等复杂结构件的搅拌摩擦焊焊头,其特征在于:所述的下轴肩的表面对称设置有夹持部。
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