CN210677335U - 一种针长可调节式高速焊搅拌头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种针长可调节式高速焊搅拌头，包括搅拌针、防搅拌针旋转紧固螺钉、轴肩、针长调节顶杆、针长调节紧固螺钉；搅拌针包括本体、搅拌针夹持端，本体设于搅拌针夹持端前端为一体；本体为圆锥状，圆锥面设有左旋螺纹、左旋三螺纹旋槽；轴肩包括轴肩端、夹持端，轴肩端与夹持端为一体；搅拌针、针长调节顶杆设于轴肩端中间通孔；防搅拌针旋转紧固螺钉与轴肩端上端螺纹配合；针长调节紧固螺钉与夹持端螺纹相配。本实用新型提供了一种针长可调节式高速焊搅拌头，搅拌针长度根据焊接板厚变化在一定范围可调节；未磨损的轴肩或者搅拌针重复利用，节约生产成本；在较低焊接线，能实现高速无缺陷化焊接大幅度提高生产效率和提高焊缝性能。

Description

一种针长可调节式高速焊搅拌头

技术领域

本实用新型涉及搅拌摩擦焊接技术领域，特别涉及一种针长可调节式高速焊搅拌头。

背景技术

搅拌摩擦焊是利用摩擦热和金属塑性变形潜热使搅拌头邻近区域的金属热塑化，热塑化的金属在搅拌头的旋转摩擦作用下由搅拌针的前部向后部转移过渡，过渡后的热塑化金属在搅拌轴肩的作用下受到了挤压和锻造，最终得到了由精细的锻造组织构成的焊缝接头。要实现接头的高速焊接，就需要保证在更短的单位时间内，实现材料的热塑化并快速转移和流动。采用常规搅拌头焊接实现高速焊一般方法是提高焊接转速，但由于搅拌头的搅拌能力不够，塑性金属转移过渡不充分，往往造成接头形成隧道或者孔洞缺陷，无法实现较高焊速 (>1m/min)的无缺陷焊接。

常规轴肩和搅拌针为一体化设计，针长不可根据工况变化进行相应调整，当轴肩和搅拌针两者之一发生磨损或者损坏后就需报废处理，这样给使用者造成较大材料浪费和经济损失。

实用新型内容

本实用新型的内容是提供一种针长可调节式高速焊搅拌头，采用搅拌针和轴肩分开设计，搅拌头不仅可以适应一定范围板厚的变化，还可以将未磨损的轴肩或者搅拌针重复利用，节约生产成本；搅拌头相比常规搅拌头很大程度的增加了搅拌头对焊缝金属的搅拌能力，焊接过程中不仅增加了前进侧与后退侧塑性金属的流动转移速度，且大幅度提高了塑性金属沿厚度方向的流动，这是常规搅拌头无法实现的，因此在较低焊接线能量的条件下，能实现高速无缺陷化焊接；由于在更低热输入下焊接，接头力学性能一般比常规焊接有明显的提高。

本实用新型要解决的技术问题是提供一种针长可调节式高速焊搅拌头，包括搅拌针、防搅拌针旋转紧固螺钉、轴肩、针长调节顶杆、针长调节紧固螺钉；所述搅拌针包括本体、搅拌针夹持端，并且本体设于搅拌针夹持端前端为一体；所述本体为圆锥状，圆锥面设有左旋螺纹、左旋三螺纹旋槽，并且左旋三螺纹槽圆锥面三等分等距圆锥环排列；所述本体与搅拌针夹持端根部为圆弧面；所述搅拌针夹持端为圆柱状，并且一面设有凹平面；所述轴肩包括轴肩端与夹持端，并且轴肩端与夹持端为一体；所述轴肩端设于夹持端左侧；所述轴肩端与夹持端中间设有通孔，并且夹持端通孔设有内螺纹；所述搅拌针设于轴肩端通孔前端，并且紧密配合；所述针长调节顶杆设于轴肩端通孔内，并且与搅拌针内平面相配合；所述轴肩端中间通孔上端设有两螺纹穿孔，防搅拌针旋转紧固螺钉分别与两螺纹穿孔螺纹配合，并且防搅拌针旋转紧固螺钉下平面与搅拌针右侧搅拌针夹持端凹平面配合紧固；所述针长调节紧固螺钉与轴肩右侧夹持端内螺纹相配。

优选的，所述搅拌针与轴肩中心同轴配合。

优选的，所述轴肩端端面为凹形圆锥面，并且设有左旋涡旋槽。

优选的，所述左旋螺纹、左旋三螺纹旋槽、左旋涡旋槽为旋向相同。

采用上述技术方案，本实用新型提供了的一种针长可调节式高速焊搅拌头，相比常规搅拌头很大程度的增加了搅拌头对焊缝金属的搅拌能力，焊接过程中不仅增加了前进侧与后退侧塑性金属的流动转移速度，且大幅度提高了塑性金属沿厚度方向的流动，这是常规搅拌头无法实现的，因此在较低焊接线能量的条件下，能实现高速无缺陷化焊接；由于在更低热输入下焊接，接头力学性能一般比常规焊接有明显的提高；该装置结构简单，使用方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的搅拌针结构示意图；

图3为本实用新型实施例的轴肩结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。

如图1、2、3所示，一种针长可调节式高速焊搅拌头，包括搅拌针101、防搅拌针旋转紧固螺钉102、轴肩103、针长调节顶杆104、针长调节紧固螺钉105；

搅拌针101包括本体201、搅拌针夹持端202，并且本体201设于搅拌针夹持端202前端为一体；

本体201为圆锥状，圆锥面设有左旋螺纹、左旋三螺纹旋槽，并且左旋三螺纹槽圆锥面三等分等距圆锥环排列，120°均布；

本体201与搅拌针夹持端202根部为圆弧面过渡；

搅拌针夹持端202为圆柱状，用于连接轴肩端，并且一面设有凹平面，用于防搅拌针旋转紧固螺钉102下平面与凹平面配合紧固；

轴肩103包括轴肩端301与夹持端302，并且轴肩端301与夹持端302为一体；

轴肩端301设于夹持端302左侧，轴肩中心和搅拌针中心同轴设置；

轴肩端301与夹持端302中间设有通孔，并且夹持端302通孔设有内螺纹；

搅拌针101设于轴肩端301通孔前端，并且紧密配合；

针长调节顶杆104设于轴肩端301通孔内，并且与搅拌针101内平面相配合；

轴肩端端面加工成3°的凹形圆锥面，且加工有深0.4mm，螺距为24mm的左旋涡旋槽；

轴肩端301中间通孔上端设有两螺纹穿孔，防搅拌针旋转紧固螺钉102分别与两螺纹穿孔螺纹配合，并且防搅拌针旋转紧固螺钉102下平面与搅拌针101 右侧搅拌针夹持端202凹平面配合紧固；

针长调节紧固螺钉105与轴肩103右侧夹持端302内螺纹相配，针长调节紧固螺钉设有两颗或多颗，防止单颗针长调节紧固螺钉松动。

优选的，搅拌针101与轴肩103中心同轴配合。

优选的，轴肩端301端面为凹形圆锥面，并且设有左旋涡旋槽；端面加工成0°～8°的凹形圆锥面，且加工有一定深度的涡旋槽，垂直于中心线方向加工有两螺纹单面通孔；夹持端沿内孔中心加工有一定深度的内螺纹，外圆加工有一定长度的装配平面。

优选的，左旋螺纹、左旋三螺纹旋槽、左旋涡旋槽为旋向相同。

使用时：轴肩分为轴肩端和夹持端，轴肩中心加工有通孔，通孔中间放置有针长调节顶杆，轴肩中心和搅拌针中心同轴设置；轴肩端部采用圆弧过渡到所需轴肩尺寸，并沿轴中心装配搅拌针，端面加工成0°～8°的凹形圆锥面，并加工有一定深度的涡旋槽，垂直于中心线方向加工有两螺纹单面通孔；夹持端沿内孔中心加工有一定深度的内螺纹，用于装配针长调节紧固螺钉，外圆加工有一定长度的装配平面，用于连接主轴刀柄；凹形圆锥面有利于增加焊接过程中对塑性材料的包容性，轴肩涡旋槽可以增加焊缝表面材料的流动性和减少飞边产生；搅拌针包含本体和搅拌针夹持端，本体为圆锥状，侧面加工左旋螺纹和左旋三螺纹旋槽，并且左旋三螺纹旋槽三等分左旋螺纹；这样设计很大程度的增加了搅拌针对焊缝金属的搅拌能力。螺纹结构有利于前进侧与后退侧塑性金属的流动转移，三等分左旋螺纹结构可以大幅度提高塑性金属沿板厚度方向上下的流动；搅拌针夹持部位为圆柱状且外圆加工有凹平面，配合防搅拌针旋转紧固螺钉确保焊接过程中不发生旋转；针长调节顶杆配合针长调节紧固螺钉保证焊前针长在一定范围可调以及焊接过程针长保持不变；针长调节紧固螺钉设有二颗或多颗针长调节紧固螺钉，用于紧固，防止单个针长调节紧固螺钉松动；在铝合金板厚在(2～6)mm的范围，可以提高搅拌摩擦焊焊接速度至 (1000-2500)mm/min。

本实用新型提供了一种针长可调节式高速焊搅拌头，搅拌针长度根据焊接板厚变化在一定范围可调节；未磨损的轴肩或者搅拌针重复利用，节约生产成本；在较低焊接线，能实现高速无缺陷化焊接大幅度提高生产效率和提高焊缝性能。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种针长可调节式高速焊搅拌头，其特征在于，包括搅拌针、防搅拌针旋转紧固螺钉、轴肩、针长调节顶杆、针长调节紧固螺钉；

所述搅拌针包括本体、搅拌针夹持端，并且本体设于搅拌针夹持端前端为一体；

所述本体为圆锥状，圆锥面设有左旋螺纹、左旋三螺纹旋槽，并且左旋三螺纹槽圆锥面三等分等距圆锥环排列；

所述本体与搅拌针夹持端根部为圆弧面；

所述搅拌针夹持端为圆柱状，并且一面设有凹平面；

所述轴肩包括轴肩端与夹持端，并且轴肩端与夹持端为一体；

所述轴肩端设于夹持端左侧；

所述轴肩端与夹持端中间设有通孔，并且夹持端通孔设有内螺纹；

所述搅拌针设于轴肩端通孔前端，并且紧密配合；

所述针长调节顶杆设于轴肩端通孔内，并且与搅拌针内平面相配合；

所述轴肩端中间通孔上端设有两螺纹穿孔，防搅拌针旋转紧固螺钉分别与两螺纹穿孔螺纹配合，并且防搅拌针旋转紧固螺钉下平面与搅拌针右侧搅拌针夹持端凹平面配合紧固；

所述针长调节紧固螺钉与轴肩右侧夹持端内螺纹相配。

2.根据权利要求1所述的一种针长可调节式高速焊搅拌头，其特征在于，所述搅拌针与轴肩中心同轴配合。

3.根据权利要求1所述的一种针长可调节式高速焊搅拌头，其特征在于，所述轴肩端端面为凹形圆锥面，并且设有左旋涡旋槽。

4.根据权利要求3所述的一种针长可调节式高速焊搅拌头，其特征在于，所述左旋螺纹、左旋三螺纹旋槽、左旋涡旋槽为旋向相同。

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