CN212599627U - 一种搅拌摩擦焊接用搅拌头 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于搅拌摩擦焊技术领域，具体涉及一种搅拌摩擦焊接用搅拌头，包括同轴一体连接的夹持部(1)、连接部(2)和搅拌针(3)，所述连接部(2)朝向所述搅拌针(3)的端面形成轴肩(4)，所述轴肩(4)上设置有圆弧形凹槽(401)，所述圆弧形凹槽(401)的两端延伸至所述轴肩(4)的外缘形成开放状态；本实用新型的搅拌摩擦焊接用搅拌头为一体式结构，结构简单合理，轴肩表面存在的圆弧形凹槽的两端为开放状态，方便焊接过程中将圆弧形凹槽内部的材料挤压排出，减小搅拌头轴肩粘料的几率和速度，有效提高了搅拌头的使用寿命和焊接接头的质量。

Description

一种搅拌摩擦焊接用搅拌头

技术领域

本实用新型属于搅拌摩擦焊技术领域，具体涉及一种搅拌摩擦焊接用搅拌头。

背景技术

搅拌摩擦焊接自上世纪90年代初问世以来，具有接头质量高、焊接效率高、绿色环保、成本低等优点，搅拌摩擦焊技术不断发展。搅拌头被视为是搅拌摩擦焊的“心脏”，是搅拌摩擦焊得以顺利实施的关键工件。搅拌摩擦焊焊接过程中，高速旋转的搅拌针插入工件的接缝处，轴肩贴住工件，依靠搅拌针的搅拌作用和轴肩的摩擦作用，从而使连接部位的材料温度升高软化搅合在一起，形成致密的接头。

现有技术的搅拌头在焊接过程中软化的金属易粘附在轴肩表面，现有的轴肩结构无法将粘附的铝屑排出，导致轴肩表面的凹槽失去摩擦作用，影响焊缝表面成型。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种搅拌摩擦焊接用搅拌头，针对现有技术的摩擦焊搅拌头表面凹槽易粘料导致摩擦力不足影响焊缝成型质量的情况而研发，结构简单合理，减少物料粘附聚集在轴肩表面的凹槽内，保证轴肩具有足够的摩擦力。

本实用新型通过以下技术方案具体实现：

本实用新型的搅拌摩擦焊接用搅拌头，包括同轴一体连接的夹持部、连接部和搅拌针，所述连接部朝向所述搅拌针的端面形成轴肩，所述轴肩上设置有圆弧形凹槽，所述圆弧形凹槽的两端延伸至所述轴肩的外缘形成开放状态。

进一步地，所述轴肩上设置有至少两个凹槽组，每个所述凹槽组包括至少一层所述圆弧形凹槽，所有所述凹槽组沿所述轴肩的周向均匀分布。

进一步地，所述凹槽组的数量为2～5个。

进一步地，每个所述凹槽组包括两层所述圆弧形凹槽，两层所述圆弧形凹槽沿所述轴肩的径向分布。

进一步地，所述圆弧形凹槽的断面为近三角形或近矩形。

进一步地，所述搅拌针的外表面设置有搅拌螺纹。

进一步地，所述连接部包括一体连接的主体部、过渡部和延长部，所述过渡部为斜面内凹的圆台结构，所述过渡部的大端与所述主体部连接，所述过渡部的小端与所述搅拌针连接。

作为可选的，所述轴肩为平面结构、内凹结构或外凸结构。

进一步地，所述夹持部上设置有夹持端面。

基于以上技术方案，本实用新型的技术效果为：

本实用新型的搅拌摩擦焊接用搅拌头结构简单合理，轴肩设置开放型的圆弧形凹槽，可以在不降低轴肩摩擦作用的情况下，使焊接过程中粘附在圆弧形凹槽内的物料更容易被挤排出，降低物料粘附在轴肩的几率和速度，有效提高了搅拌头的使用寿命和焊接接头的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1的搅拌摩擦焊接用搅拌头的结构示意图；

图2是实施例1的轴肩端面示意图；

图3是实施例2的搅拌摩擦焊接用搅拌头的结构示意图；

图4是实施例2的轴肩端面示意图；

图5是实施例3的轴肩端面示意图；

图6是实施例4的轴肩端面示意图；

图7是实施例5的轴肩端面示意图；

图中：

1-夹持部，101-夹持端面；

2-连接部，201-主体部，202-过渡部，203-延长部；

3-搅拌针，301-搅拌螺纹；

4-轴肩，401-圆弧形凹槽。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1～图2所示，本实施例提供了一种搅拌摩擦焊接用搅拌头，包括同轴一体连接的夹持部1、连接部2和搅拌针3，所述夹持部1上设置有用于安装搅拌头的夹持端面101，所述搅拌针3上设置有搅拌螺纹301，增加搅拌作用，所述连接部2朝向所述搅拌针3的端面形成轴肩4，本实施例中，所述轴肩4上设置有三个凹槽组，三个所述凹槽组沿所述轴肩4的周向均匀分布，每个所述凹槽组包括一层圆弧形凹槽401，所述圆弧形凹槽401的两端延伸至所述轴肩4的外缘形成开放状态。

基于上述结构，本实施例的搅拌摩擦焊接用搅拌头在具体使用时，夹持部1通过夹持端面101固定安装在机头刀柄上，搅拌头随着机头高速旋转缓慢扎入待焊金属内部，搅拌针3全部扎入板材内部，轴肩4贴到板材表面后，搅拌针3和轴肩4与板材之间摩擦产热，使板材软化，随着搅拌头前进过程中的搅拌摩擦作用形成塑性软化组织，轴肩4对软化组织起到压紧作用，软化后的待焊金属形成致密的焊缝组织，但是也容易粘附在所述轴肩4的表面，尤其是圆弧形凹槽401内；

搅拌头在高速旋转和前进过程中，前端温度较低、硬度较高的材料进入圆弧形凹槽401内时，会挤压粘附在圆弧形凹槽401内的金属从圆弧形凹槽401两端的开口排出，以减小粘附速度，同时圆弧形凹槽401也能摩擦产热，有利于材料软化形成致密的熔合焊缝组织。由于不同数量及层数的圆弧形凹槽401产热量不同，可根据焊接深度、焊接速度的需要选择圆弧形凹槽401的数量和层数，以得到最优的焊接接头性能。

本实施例中，所述连接部2包括一体连接的主体部201、过渡部202和延长部203，所述过渡部202为斜面内凹的圆台结构，所述过渡部202的大端与所述主体部201连接，所述过渡部202的小端与所述搅拌针3连接。

本实施例中，作为可选的，所述轴肩4由外至内可以为平面结构、内凹结构或外凸结构。

作为可选的，所述圆弧形凹槽401的断面为近三角形或近矩形。

实施例2

如图3～图4所示，本实施例中，所述凹槽组的数量为三个，三个所述凹槽组沿所述轴肩4的周向均匀分布，每个所述凹槽组包括两层圆弧形凹槽401，所述圆弧形凹槽401的两端延伸至所述轴肩4的外缘形成开放状态，两层所述圆弧形凹槽401沿所述轴肩4的径向分布。

实施例3

如图5所示，本实施例中，所述凹槽组的数量为2个，每个所述凹槽组包括一层所述圆弧形凹槽401。

实施例4

如图6所示，本实施例中，所述凹槽组的数量为4个，每个所述凹槽组包括一层所述圆弧形凹槽401。

实施例5

如图7所示，本实施例中，所述凹槽组的数量为5个，每个所述凹槽组包括一层所述圆弧形凹槽401。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种搅拌摩擦焊接用搅拌头，包括同轴一体连接的夹持部(1)、连接部(2)和搅拌针(3)，所述连接部(2)朝向所述搅拌针(3)的端面形成轴肩(4)，其特征在于：所述轴肩(4)上设置有圆弧形凹槽(401)，所述圆弧形凹槽(401)的两端延伸至所述轴肩(4)的外缘形成开放状态。

2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于：所述轴肩(4)上设置有至少两个凹槽组，每个所述凹槽组包括至少一层所述圆弧形凹槽(401)，所有所述凹槽组沿所述轴肩(4)的周向均匀分布。

3.根据权利要求2所述的搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于：所述凹槽组的数量为2～5个。

4.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于：每个所述凹槽组包括两层所述圆弧形凹槽(401)，两层所述圆弧形凹槽(401)沿所述轴肩(4)的径向分布。

5.根据权利要求1～4任一所述的搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于：所述圆弧形凹槽(401)的断面为近三角形。

6.根据权利要求1～4任一所述的搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于：所述圆弧形凹槽(401)的断面为近矩形。

7.根据权利要求1～4任一所述的搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于：所述搅拌针(3)的外表面设置有搅拌螺纹(301)。

8.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于：所述连接部(2)包括一体连接的主体部(201)、过渡部(202)和延长部(203)，所述过渡部(202)为斜面内凹的圆台结构，所述过渡部(202)的大端与所述主体部(201)连接，所述过渡部(202)的小端与所述搅拌针(3)连接。

9.根据权利要求1～4任一所述的搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于：所述轴肩(4)为平面结构、内凹结构或外凸结构。

10.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于：所述夹持部(1)上设置有夹持端面(101)。

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