CN212443719U - 一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及焊接设备技术领域，更具体的说是一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，包括夹持端柄和过渡圆柱，所述过渡圆柱固定连接在夹持端柄的下端，该减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具还包括轴肩和搅拌针，所述轴肩固定连接在过渡圆柱的下端，所述搅拌针固定连接在轴肩的下端，采用圆台的设计，增加齿牙和内凹槽，增加接头搭接面附近材料的流动，同时降低搅拌针在焊接过程中的阻力，降低焊接方向上的压力，避免出现断针的现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接设备技术领域，更具体的说是一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具。
背景技术
搭接接头是飞机蒙皮、汽车结构件等构件中常见的结构形式，但传统的铆接会增加构件重量，且需开设预制孔，工艺复杂且劳动强度大…；熔化焊因温度过高，焊后接头中易出现热裂纹与气孔等缺陷.作为一种固相连接技术，搅拌摩擦焊可避免上述问题，且其具有低应力、强度高、不增重、绿色无污染等优点，是一种可实现“以焊代铆”的连接技术。
目前，使用搅拌摩擦焊焊接搭接接头时一般使用常规的锥型针搅拌头，由于竖直方向上材料流动有限和搭接面表面容易存在氧化物，焊接后的搭接接头在搭接面的位置不免出现hook缺陷，这严重降低了接头的有效连接面积。还有一些使用端部膨大的搅拌针，这种搅拌针可以在一定程度上增加搭接接头的连接面积，但这种搅拌针在焊接过程中会承受更大的焊接阻力，容易出现断针的现象，而通过改变搭接板搭接位置的形状设计会增加成本，同时也会增加焊接装配的难度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，采用圆台的设计，增加齿牙和内凹槽，增加接头搭接面附近材料的流动，同时降低搅拌针在焊接过程中的阻力，降低焊接方向上的压力，降低了搅拌摩擦焊搭接接头搭接面出现缺陷的可能，避免出现断针的现象。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，包括夹持端柄和过渡圆柱，所述过渡圆柱固定连接在夹持端柄的下端，该减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具还包括轴肩和搅拌针，所述轴肩固定连接在过渡圆柱的下端，所述搅拌针固定连接在轴肩的下端，所述搅拌针包括针上端连接杆、圆柱凸台、齿牙和内凹槽，所述针上端连接杆固定连接在轴肩的下端，所述圆柱凸台固定连接在针上端连接杆的下端，所述齿牙设置有三个，三个齿牙周向固定连接在圆柱凸台的下端，所述圆柱凸台下端的中部设置有内凹槽，所述轴肩处设计为与水平面成5°～15°的内凹角度，轴肩的直径为D,D的值根据所焊接搭接接头的上板厚度t决定，一般为上板厚度的2.5～4倍。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，所述针上端连接杆的上直径为0.2～0.4D，且针上端连接杆的长度为t-0.05～0.3mm，所述圆柱凸台上端的直径为0.1～0.2D，圆柱凸台下端的直径为0.5～0.65D,且圆柱凸台的高度为1～2mm。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，所述三个齿牙均与圆柱凸台的水平面形成为45°～60°的夹角，所述三个齿牙的厚度均为0.05～2mm，且长度为1～3mm。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，所述内凹槽的深度为0.05～0.15mm。
本实用新型一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具的有益效果为：通过三个齿牙和内凹槽，增加接头搭接面附近材料的流动，同时降低搅拌针在焊接过程中的阻力，降低焊接方向上的压力，降低了搅拌摩擦焊搭接接头搭接面出现缺陷的可能，避免出现断针的现象。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。
图1是本实用新型一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具的整体结构示意图；
图2是本实用新型的搅拌头端部的结构示意图；
图3是本实用新型的搅拌头端部部分位置的结构尺寸示意图；
图中：夹持端柄1；过渡圆柱2；轴肩3；搅拌针4；针上端连接杆4-1；圆柱凸台4-2；齿牙4-3；内凹槽4-4。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
具体实施方式一：
下面结合图1-3说明本实施方式，一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，包括夹持端柄1和过渡圆柱2，所述过渡圆柱2固定连接在夹持端柄1 的下端，该减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具还包括轴肩3和搅拌针4，所述轴肩3固定连接在过渡圆柱2的下端，所述搅拌针4固定连接在轴肩3的下端，所述搅拌针4包括针上端连接杆4-1、圆柱凸台4-2、齿牙4-3和内凹槽 4-4，所述针上端连接杆4-1固定连接在轴肩3的下端，所述圆柱凸台4-2固定连接在针上端连接杆4-1的下端，所述齿牙4-3设置有三个，三个齿牙4-3周向固定连接在圆柱凸台4-2的下端，所述圆柱凸台4-2下端的中部设置有内凹槽4-4，所述轴肩3处设计为与水平面成5°～15°的内凹角度，轴肩3的直径为D,D的值根据所焊接搭接接头的上板厚度t决定，一般为上板厚度的2.5～4 倍。
该焊具在使用时，将夹持端柄1装配到焊接设备上，然后将焊接参数设置为转速1500～3000rpm，焊接速度为300～1000mm/min，下压量为0.5mm，焊接倾角为0.5°～3.5°。
具体实施方式二：
下面结合图1-3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述针上端连接杆4-1的上直径为0.2～0.4D，且针上端连接杆4-1的长度为 t-0.05～0.3mm，所述圆柱凸台4-2上端的直径为0.1～0.2D，圆柱凸台4-2下端的直径为0.5～0.65D,且圆柱凸台4-2的高度为1～2mm。
具体实施方式三：
下面结合图1-3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述三个齿牙4-3均与圆柱凸台4-2的水平面形成为45°～60°的夹角，所述三个齿牙4-3的厚度均为0.05～2mm，且长度为1～3mm。
通过三个齿牙4-3和内凹槽4-4，增加接头搭接面附近材料的流动，同时降低搅拌针在焊接过程中的阻力，降低焊接方向上的压力，降低了搅拌摩擦焊搭接接头搭接面出现缺陷的可能，避免出现断针的现象。
具体实施方式四：
下面结合图1-3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述内凹槽4-4的深度为0.05～0.15mm。
本实用新型的一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，其工作原理为：该焊具在使用时，将夹持端柄1装配到焊接设备上，然后将焊接参数设置为转速1500～3000rpm，焊接速度为300～1000mm/min，下压量为0.5mm，焊接倾角为0.5°～3.5°。
通过三个齿牙4-3和内凹槽4-4，增加接头搭接面附近材料的流动，同时降低搅拌针在焊接过程中的阻力，降低焊接方向上的压力，降低了搅拌摩擦焊搭接接头搭接面出现缺陷的可能，避免出现断针的现象。
当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，包括夹持端柄(1)和过渡圆柱(2)，所述过渡圆柱(2)固定连接在夹持端柄(1)的下端，其特征在于：该减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具还包括轴肩(3)和搅拌针(4)，所述轴肩(3)固定连接在过渡圆柱(2)的下端，所述搅拌针(4)固定连接在轴肩(3)的下端，所述搅拌针(4)包括针上端连接杆(4-1)、圆柱凸台(4-2)、齿牙(4-3)和内凹槽(4-4)，所述针上端连接杆(4-1)固定连接在轴肩(3)的下端，所述圆柱凸台(4-2)固定连接在针上端连接杆(4-1)的下端，所述齿牙(4-3)设置有三个，三个齿牙(4-3)周向固定连接在圆柱凸台(4-2)的下端，所述圆柱凸台(4-2)下端的中部设置有内凹槽(4-4)，所述轴肩(3)处设计为与水平面成5°～15°的内凹角度，轴肩(3)的直径为D,D的值根据所焊接搭接接头的上板厚度t决定，为上板厚度的2.5～4倍。
2.根据权利要求1所述的一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，其特征在于：所述针上端连接杆(4-1)的上直径为轴肩(3)直径的0.2～0.4倍，且针上端连接杆(4-1)的长度为上板厚度减去0.05～0.3mm，所述圆柱凸台(4-2)上端的直径为轴肩(3)直径的0.1～0.2倍，圆柱凸台(4-2)下端的直径为轴肩(3)直径的0.5～0.65倍,且圆柱凸台(4-2)的高度为1～2mm。
3.根据权利要求1所述的一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，其特征在于：所述三个齿牙(4-3)均与圆柱凸台(4-2)的水平面形成为45°～60°的夹角，所述三个齿牙(4-3)的厚度均为0.05～2mm，且长度为1～3mm。
4.根据权利要求1所述的一种减小搅拌摩擦焊搭接接头界面缺陷的焊具，其特征在于：所述内凹槽(4-4)的深度为0.05～0.15mm。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113351984A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-07 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种热源辅助的搅拌摩擦增材制造装置和方法 |
| CN115647559A (zh) * | 2022-05-23 | 2023-01-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种随动预定位搅拌摩擦增材制造装置及其制造方法 |
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2020
- 2020-04-17 CN CN202020578408.8U patent/CN212443719U/zh active Active
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| CN113351984B (zh) * | 2021-07-20 | 2022-07-05 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种热源辅助的搅拌摩擦增材制造装置和方法 |
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