SE510729C2

SE510729C2 - Welding assembly for friction stir welding

Info

Publication number: SE510729C2
Application number: SE9701865A
Authority: SE
Inventors: Rolf Larsson
Original assignee: Esab Ab
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1999-06-21
Also published as: SE9701865L; SE9701865D0

Abstract

A welding assembly for joining workpieces along a joint between pieces by friction stir welding comprises welding assembly which includes welding probe intended to be advanced along the joint during welding, and comprises a body, and pin. The body is arranged to be pressed against the upper faces of the workpiece during welding operation. The pin is arranged to be moved in the joint during welding while being rotated and pressed against the workpieces. The pin and the body perform different movement patterns relative to one another.

Description

510 729 10 15 20 25 30 35 Ett av problemen vid användandet av den i ovannämnda patentskrifter beskrivna svetsmetoden för ihopsvetsning av exempelvis aluminiumprofiler är att svetsverktyget i höjdled i princip måste sträcka sig genom hela fogen mellan de arbetsstycken som skall hopsvetsas för att säkerställa att den bildade svetsfogen sträcker sig från arbetsstyckenas ovansida till deras undersidor, dvs en genomgående svetsfog. De i ovannämnda patentskrifter visade svetsverktygen utgörs av en roterbar, väsentligen cylindrisk kropp, som vid sin överdel är förbunden med en drivenhet och som vid sin nederdel är försedd med en medroterbar tapp. Den väsentliga skillnaden mellan svets- verktygen enligt WO93/lO935 och W095/26254 är att svets- verktygets kropp och tapp är utformade i ett stycke enligt den första patentskriften och som två separata delar enligt den andra patentskriften. Kroppen och tappen enligt den sistnämnda patentskriften är dock fast för- bundna med varandra under själva svetsoperationen. Detta innebär att hela svetsverktyget eller åtminstone tappen enligt den senare skriften måste bytas ut för att göra det möjligt att svetsa ihop arbetsstycken, som har olika tjocklek. 510 729 10 15 20 25 30 35 One of the problems with the use of the welding method described in the above-mentioned patents for welding together, for example, aluminum profiles is that the welding tool in principle must in principle extend through the entire joint between the workpieces to be welded together to ensure that the formed the weld joint extends from the top of the workpieces to their undersides, ie a continuous weld joint. The welding tools shown in the above-mentioned patents consist of a rotatable, substantially cylindrical body, which at its upper part is connected to a drive unit and which at its lower part is provided with a co-rotatable pin. The essential difference between the welding tools according to WO93 / 10935 and WO95 / 26254 is that the body and pin of the welding tool are formed in one piece according to the first patent and as two separate parts according to the second patent. However, the body and the pin according to the latter patent are firmly connected to each other during the actual welding operation. This means that the entire welding tool or at least the pin according to the latter publication must be replaced to make it possible to weld workpieces together, which have different thicknesses.

Ett annat problem är att de arbetsstycken som skall sammanfogas kan ha en tjockleksvariation utmed fogen, vilket resulterar i att den erhållna slutprodukten ej längs hela svetsfogen erhåller en genomgående svetsfog, dvs sammanfogningen kommer att resultera i en ej god- kännbar svetsfog.Another problem is that the workpieces to be joined may have a thickness variation along the joint, which results in the resulting end product not receiving a continuous weld along the entire weld, ie the joining will result in an unacceptable weld.

Ett ytterligare problem med de hittills kända svets- verktygen är att ett utgångshål bildas vid det ställe där svetsverktyget lyfts upp ur den bildade svetsfogen, när svetsoperationen avslutats.A further problem with the welding tools known so far is that an exit hole is formed at the place where the welding tool is lifted out of the formed welding joint, when the welding operation is completed.

Ett ytterligare problem är att nuvarande svetsverk- tyg ej tillåter någon tillförsel av tillsatsmaterial under själva svetsoperationen, vilket exempelvis är 10 15 20 25 30 35 3 "s1o 729 önskvärt i det fall man vill att kroppen pressas mot arbetsstyckenas ovansidor utan att kroppens nedre del, den s k skuldran, går ner i arbetsstyckena.A further problem is that current welding tools do not allow any supply of filler material during the actual welding operation, which is desirable, for example, in the case where it is desired that the body be pressed against the upper sides of the workpieces without the lower part of the body. the so-called shoulder, goes down into the workpieces.

Ett ändmàl med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma ett svetsdon för friktionsomrörningssvetsning, som på ett enkelt och snabbt sätt kan anpassas till olika tjocklekar hos de arbetsstycken som skall sammanfogas eller justera för tjockleksvariationer hos arbets- styckena.An end object of the present invention is therefore to provide a welding device for friction stir welding which can be easily and quickly adapted to different thicknesses of the workpieces to be joined or adjusted for thickness variations of the workpieces.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sådant svetsdon som möjliggör en tillförsel av tillsatsmaterial under svetsoperationen.A further object of the present invention is to provide such a welding device which enables a supply of additive material during the welding operation.

Dessa ändamål åstadkommes enligt föreliggande upp- finning med ett svetsdon för friktionsomrörningssvetsning av det inledningsvis angivna slaget, som kännetecknas av att tappen och kroppen är så anordnade i förhållande till varandra att de är inbördes rörliga för medgivande av i förhållande till varandra skilda rörelsermönster.These objects are achieved according to the present invention with a welding device for friction stir welding of the type indicated in the introduction, which is characterized in that the pin and the body are arranged in relation to each other so that they are mutually movable to allow different movement patterns.

Tack vare att svetsverktygets svetsdon utgörs av en tapp och en kropp, som är så anordnade i förhållande till varandra att de är inbördes rörliga för medgivande av i förhållande till varandra skilda rörelsemönstser säker- ställs att det under svetsoperationen plasticerade mate- rialet hålls kvar under kroppens nedre del och tappens läge i förhållande till fogen kan härigenom regleras på så sätt att en genomgående svetsfog åstadkommes i fogens hela utbredning.Thanks to the fact that the welding tools of the welding tool consist of a pin and a body, which are so arranged in relation to each other that they are mutually movable to allow for different movement patterns in relation to each other, it is ensured that the plasticized material is retained under the body. the lower part and the position of the pin in relation to the joint can hereby be regulated in such a way that a continuous weld joint is achieved in the entire extension of the joint.

Fördelaktiga utföringsvarianter av detta svetsdon anges i de bifogade underkraven.Advantageous embodiments of this welding device are stated in the appended subclaims.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar.The invention will be described in more detail in the following with reference to the accompanying drawings.

Fig. l visar en vy sedd från sidan av en anordning för friktionsomrörningssvetsning innefattande ett svets- don enligt föreliggande uppfinning.Fig. 1 shows a side view of a friction stir welding device comprising a welding device according to the present invention.

Fig. 2 visar en tvärsektion i förstorad skala av en första utföringsform av ett i detta svetsdon ingående svetsverktyg. 510 10 15 20 25 30 35 729 4 - Fig. 3 visar en tvärsektion i förstorad skala av en andra utföringsform av svetsverktyget. H Fig. 4 visar ett snitt längs linje IV-IV genom det i fig. 3 visade svetsverktyget.Fig. 2 shows a cross-section on an enlarged scale of a first embodiment of a welding tool included in this welding device. 510 10 15 20 25 30 35 729 4 - Fig. 3 shows a cross section on an enlarged scale of a second embodiment of the welding tool. Fig. 4 shows a section along line IV-IV through the welding tool shown in Fig. 3.

Den i fig. 1 visade anordningen är avsedd att använ- das för ihopsvetsning av två arbetsstycken 1, 2 i form av exempelvis två extruderade aluminiumprofiler genom frik- tionsomrörningssvetsning. Anordningen innefattar ett arbetsbord 3 med en mothållsskena 4 i form av en I-balk, ett horistontellt maskinbord 5 och ett stationärt, styvt stativ 6. Anordningen innefattar även ett antal fast- spänningsdon 7 och 8 för fastspänning av arbetsstyckena 1 och 2 mot varandra och mot arbetsbordet 3 under svets- operationen. Varje fastspänningsdon 7 respektive 8 kan utgöras av ett med en tryckcylinder förbundet pressele- ment. Anordningen innefattar även ett svetsdon inne- fattande ett svetsverktyg 9 och en icke-visad drivenhet för drivning av svetsverktyget utmed en mellan arbets- styckena befintlig fog.The device shown in Fig. 1 is intended to be used for welding together two workpieces 1, 2 in the form of, for example, two extruded aluminum profiles by friction stir welding. The device comprises a work table 3 with an abutment rail 4 in the form of an I-beam, a horizontal machine table 5 and a stationary, rigid stand 6. The device also comprises a number of clamping devices 7 and 8 for clamping the workpieces 1 and 2 against each other and against the work table 3 during the welding operation. Each clamping device 7 and 8, respectively, can be constituted by a press element connected to a pressure cylinder. The device also comprises a welding device comprising a welding tool 9 and a drive unit (not shown) for driving the welding tool along a joint between the workpieces.

Som tydligare framgår av fig. 2 utgörs svetsverk- tyget 9 av en väsentligen konformad, rotationssymmetrisk kropp 10 med ett inre hàlrum ll och ett genomgående hål 12, nande ände lOa. Denna ände l0a kommer på grund av sitt som är anordnat i centrum av kroppens nedre avsmal- utseende att i det följande kallas för skuldra. Skuldran är vid sitt yttre parti så utformad att den erhåller en konkav botten 13, 10 är vid sin övre, med en stillastående mellandel 14 medelst ett lager 15.As can be seen more clearly from Fig. 2, the welding tool 9 consists of a substantially cone-shaped, rotationally symmetrical body 10 with an inner cavity 11 and a through-hole 12, ending end 10a. This end 10a will, henceforth, be called the shoulder due to its arrangement arranged in the center of the lower narrow body of the body. The shoulder is at its outer portion so designed that it obtains a concave bottom 13, 10 is at its upper, with a stationary intermediate part 14 by means of a bearing 15.

Mellandelen 14 är vid sin övre del försedd med två axel- i vars centrum hålet 12 mynnar. Kroppen utvidgande ände roterbart förbunden tappar 16 som är lagrade i varsitt gaffelformigt uppbär- ningselement 17 för höjning och sänkning av mellandelen och därmed kroppen 10 i verikalled. Mellandelen 14 är också försedd med ett hàlrum 18, vilket mynnar i kroppens 10 hàlrum 11.The intermediate part 14 is provided at its upper part with two shafts - in the center of which the hole 12 opens. The body extending end rotatably connected to pins 16 which are mounted in each fork-shaped support element 17 for raising and lowering the intermediate part and thus the body 10 in the vertical direction. The intermediate part 14 is also provided with a cavity 18, which opens into the cavity 11 of the body 10.

En roterande spindel 19 med en i sin nedre, formade del monterad, gängad tapp 20 är så placerad i kon- 10 15 20 25 30 35 5 ' 510 729 hålrummen 18 och 11 att tappen 20 skjuter ut genom hålet 12 i skuldran 10a. Spindeln 19 är förbunden med mellan- delen 14 via en runtomgàende lagring 21 och är mitt för kroppens 10 utvidgande parti lOb försedd med en utvändig kuggkrans 22. Även det utvidgande partiet lOb är längs övre delen av sin insida försedd med en invändig kugg- krans 23, som står i förbindelse med den utvändinga kugg- kransen 22 medelst ett antal frilöpande kugghjul 23, exempelvis 6 stycken. Härigenom àstadkommes att spindeln 19 kan rotera både tappen 20 och skuldran lOb fast med olika rotationshastighet i beroende av antalet kuggar på kuggkransarna 22 och 23 och i förhållande till varandra motsatt rotationsriktning.A rotating spindle 19 with a threaded pin 20 mounted in its lower shaped part is so placed in the concave cavities 18 and 11 that the pin 20 projects through the hole 12 in the shoulder 10a. The spindle 19 is connected to the intermediate part 14 via a circumferential bearing 21 and is provided with an outer gear ring 22 in the middle of the expanding portion 10 of the body 10. The expanding portion 10b is also provided with an inner gear ring 23 along the upper part of its inside. , which is connected to the external gear ring 22 by means of a number of free-running gears 23, for example 6 pieces. This ensures that the spindle 19 can rotate both the pin 20 and the shoulder 10b fixedly at different rotational speeds depending on the number of teeth on the toothed rings 22 and 23 and in relation to each other opposite direction of rotation.

Som även framgår av figuren finns ett tillförseldon 25 i form av ett làngsmalt rör, som sträcker sig genom mellandelen 14 och kroppens 10 hàlrum ll för att mynna precis ovanför hålet 12. Röret är bockat vid sin nedre ände för att kunna inrymmas emellan skuldrans inre ovan- del och spindelns nedre, konformade ände.As also shown in the figure, there is a supply device 25 in the form of a long-narrow tube, which extends through the intermediate part 14 and the cavity 11 of the body 10 to open just above the hole 12. The tube is bent at its lower end to be able to fit between the inner upper shoulder - part and the lower, cone-shaped end of the spider.

Av fig. 1 framgår vidare att kroppens skuldra l0a under svetsoperationen pressas mot arbetsstyckenas 1 och 2 ovansidor, medan tappen 20 roterande framförs i fogen i pressverkan med arbetsstyckena.Fig. 1 further shows that during the welding operation the shoulder 10a of the body is pressed against the upper sides of the workpieces 1 and 2, while the pin 20 is rotationally advanced in the joint in the pressing action with the workpieces.

I den i fig. 3 och 4. visade utföringsformen utgörs svetsverktyget 9 liksom vid utföringsformen enligt fig 2 av en roterande spindel 30 med en i sin nedre del monte- rad, roterande, gängad tapp 31. Kroppen 32 är dock asym- metrisk och ej roterande utan istället oscillerande i förhållande till tappen 31. Kroppen är som även framgår av fig. 4 utformad som en kon med ett vid sin nedre del borttaget parti för bildande av en nedre, skulderformad ände 32. Kroppen har även ett inre hålrum 33 och en övre utvidgande ände 32b. Skuldran är vid sin nedre ände så utformad att den erhåller en konkav botten 34, i vars centrum ett hål 35 mynnar. Tappen 31 skjuter liksom vid den tidigare utföringsformen ut ur detta hål. 510 729 6 " 10 15 20 25 30 35 Kroppen 32 är vid sin övre, utvidgande ände 32b roterbart förbunden med en stillastående mellandel 40 medelst ett lager 36. 3 finns ett tillförseldon 37 i form av ett långsmalt rör, Som även framgår av fig. som sträcker sig genom mellandelen 40 och kroppens 32 hàlrum 33 för att mynna precis ovanför hålet 35. Röret är bockat vid sin nedre ände för att kunna inrymmas emellan skuldrans inre ovan- del och spindelns nedre, konformade ände.In the embodiment shown in Figs. 3 and 4. The welding tool 9, as in the embodiment according to Fig. 2, consists of a rotating spindle 30 with a rotating, threaded pin 31 mounted in its lower part. However, the body 32 is asymmetrical and not rotating but instead oscillating in relation to the pin 31. As can also be seen from Fig. 4, the body is designed as a cone with a portion removed at its lower part to form a lower, shoulder-shaped end 32. The body also has an inner cavity 33 and a upper widening end 32b. The shoulder is formed at its lower end so that it obtains a concave bottom 34, in the center of which a hole 35 opens. As in the previous embodiment, the pin 31 projects out of this hole. The body 32 is rotatably connected at its upper, expanding end 32b to a stationary intermediate part 40 by means of a bearing 36. 3 there is a supply device 37 in the form of an elongate narrow tube. As can also be seen from fig. extending through the intermediate portion 40 and the cavity 33 of the body 32 to open just above the hole 35. The tube is bent at its lower end to be able to fit between the inner upper part of the shoulder and the lower, cone-shaped end of the spindle.

Som särskilt framgår av fig 4 är kroppen 32 vid sitt övre högra parti försett med en länkarm 38, som vid sin andra ände är förbunden med en roterande excenteraxel 39.As can be seen in particular from Fig. 4, the body 32 is provided at its upper right portion with a link arm 38, which at its other end is connected to a rotating eccentric shaft 39.

Härigenom erhåller kroppen 32 en i horisontalplanet oscillerande rörelse i förhållande till arbetsstyckenas 1 och 2 ovansidor istället för en roterande rörelse som vid förstnämnda utföringsform. Båda rörelserna kommer dock att ge upphov till att friktionsvärme bildas mellan skuldran och arbetsstyckenas ovansidor. Det är även möj- ligt att i detta fall montera ett skärande verktyg på den oscillerande skuldran för efterbearbetning av den svetsade ytan.As a result, the body 32 obtains a movement oscillating in the horizontal plane in relation to the upper sides of the workpieces 1 and 2 instead of a rotating movement as in the first-mentioned embodiment. However, both movements will give rise to frictional heat between the shoulder and the tops of the workpieces. It is also possible in this case to mount a cutting tool on the oscillating shoulder for finishing the welded surface.

Då arbetsstyckena l och 2 skall sammanfogas genom friktionsomrörningssvetsning spänns arbetsstyckena l och 2 först fast av fastspänningsdonen 7 och 8 på så vis att fogen, dvs luftspalten, mellan arbetsstyckenas mot var- andra vända ändkanter ej överstiger den storlek vid vil- ken en undermålig svets bildas. Härefter bringas spindeln 19 resp 30 medelst exempelvis en icke-visad drivmotor och därigenom spindlarnas tappar att rotera samtidigt som hela svetsverktyget 9 bringas att förflyttas längs fogen medelst ovannämnda drivenhet med en förutbestämd hastig- het. Kroppen 10 kommer också att rotera i motsatt rota- tionsriktning som tappen 20, men med en annan hastighet.When the workpieces 1 and 2 are to be joined by friction stir welding, the workpieces 1 and 2 are first clamped by the clamps 7 and 8 in such a way that the joint, ie the air gap, between the workpieces facing each other does not exceed the size at which a substandard weld is formed. . Thereafter, the spindle 19 and 30, respectively, are caused by means of, for example, a drive motor (not shown) and thereby the spindles' pins to rotate at the same time as the entire welding tool 9 is caused to move along the joint by means of the above-mentioned drive unit at a predetermined speed. The body 10 will also rotate in the opposite direction of rotation as the pin 20, but at a different speed.

Som påpekats ovan kommer kroppen 32 istället att utföra en oscillerande rörelse. Vid båda utföringsformerna är således tappen och kroppen så anordnade i förhållande till varandra att de rör sig med olika rörelsemönster 10 15 20 25 30 35 510 729 under svetsoperationen. Det genom kroppens och skuldrans rörelser alstrade friktionsvärmet kommer, såsom beskri- vits inledningsvis, att medföra att arbetsstyckenas ändkanter plasticeras samtidigt som de fasthàlles av fastspänningsdonen 7 och 8.As pointed out above, the body 32 will instead perform an oscillating movement. Thus, in both embodiments, the pin and the body are arranged relative to each other so that they move with different movement patterns during the welding operation. The frictional heat generated by the movements of the body and the shoulder will, as described in the introduction, cause the end edges of the workpieces to be plasticized at the same time as they are held by the clamping means 7 and 8.

För att åstadkomma en genomgående svetsfog längs hela fogen trots varierande tjocklek hos de arbetsstycken som skall sammanfogas är en icke-visad servomekanism an- sluten till svetsverktyget på så vis att tappens läge i förhållande till skuldran i höjdled varieras i förhåll- ande till nämnda tjocklek, så att tappen i princip under hela svetsoperationen sträcker sig genom hela fogen, dvs tappen skjuter ut en sträcka nedanför skuldran motsvaran- de fogens djup. Tack vare att skuldran och tappen har skilda rörelsemönster säkerställs att det av friktions- värmet plasticerade materialet blir kvar under skuldran och ej tränger upp i hålet 12 respektive 35 mellan tapp och skuldra och härigenom àtadkommes att tappens läge i höjdled kan ändras under hela svetsoperationen utan problem.To provide a continuous weld along the entire joint despite varying thickness of the workpieces to be joined, a servo mechanism (not shown) is connected to the welding tool in such a way that the position of the pin relative to the shoulder in height is varied in relation to said thickness. so that the pin in principle during the entire welding operation extends through the entire joint, ie the pin projects a distance below the shoulder corresponding to the depth of the joint. Thanks to the shoulder and the pin having different movement patterns, it is ensured that the material plasticized by the frictional heat remains under the shoulder and does not penetrate into the hole 12 and 35, respectively, between the pin and the shoulder and thereby ensures that the height of the pin can be changed during the entire welding operation without problems. .

På grund av att tapparna 20 och 31 är utvändigt gängade åstadkommes under svetsoperationen ett i tappens längdriktning riktat flöde, s k pumpverkan, av det mate- rial som plasticeras under svetsoperationen av det vid operationen avgivna friktionsvärmet. Denna pumpverkan förstärks vid den första utföringsformen på grund av att kroppen och tappen roterar i motsatt riktning. Om även kropparnas hål 12 respektive 15 är gängade förstärks denna pumpverkan ytterligare. Denna pumpverkan i kom- bination med ovan beskrivan relativrörelse mellan tappen och skuldran medför även att tillsatsmaterial, som tillförs till hålens 12 respektive 35 övre mynning, kan matas ned genom skuldran och in i fogen för att tillföra extra material när arbetsstyckenas gods ej räcker till, för att fylla det utgångshål som bildas när tappen lyfts upp ur den bildade svetsfogen vid svetsoperationens avslut eller för att tillföras mellan arbetsstyckenas cn 1w< 510 729 8 10 15 20 25 30 35 ovansidor och skuldran för unvikande av att skuldran går ned i arbetsstyckenas ovansidor. I det senare fallet pressas kroppen liksom vid tidigare beskrivna fall mot arbetsstyckenas ovansidor, men via mellanliggande tillsatsmaterial.Due to the fact that the pins 20 and 31 are externally threaded, a flow in the longitudinal direction of the pin, so-called pumping action, is produced during the welding operation of the material which is plasticized during the welding operation of the frictional heat emitted during the operation. This pumping action is amplified in the first embodiment because the body and the pin rotate in the opposite direction. If the holes 12 and 15, respectively, of the bodies are also threaded, this pumping action is further enhanced. This pumping action in combination with the relative movement between the pin and the shoulder described above also means that additive material, which is supplied to the upper mouths of the holes 12 and 35, respectively, can be fed down through the shoulder and into the joint to supply additional material to fill the exit hole formed when the pin is lifted out of the formed weld joint at the end of the welding operation or to be supplied between the tops of the workpieces cn 1w <510 729 8 10 15 20 25 30 35 and the shoulder to avoid the shoulder going down into the tops of the workpieces. In the latter case, as in the previously described cases, the body is pressed against the upper sides of the workpieces, but via intermediate filler material.

För att säkerställa att vid svetsoperationen bildat plasticerat material ej kan leda till en fast förbindnig av kropp och tapp under den efter svetsoperationen följande avsvalningen är kroppen och tappen så förbundna med varandra att de är koaxiellt förskjutbara i höjdled i förhållande till varandra. Antingen kan tappen lyftas upp ur hålet i skuldran efter varje enskild svetsoperation eller så kan tappen vid sin övre, med spindeln förbundna ände vara försedd med en hals med avsevärt mindre dia- meter än nämnda hål, vilket resulterar i att svetsgods ej han förbinda delarna vid avsvalning.To ensure that plasticized material formed during the welding operation cannot lead to a fixed connection of body and pin during the cooling following the welding operation, the body and the pin are so connected to each other that they are coaxially displaceable in height relative to each other. Either the pin can be lifted out of the hole in the shoulder after each individual welding operation or the pin at its upper end, connected to the spindle, can be provided with a neck with considerably smaller diameter than said hole, which results in welds not connecting the parts at cooling.

För att åstadkomma att önskvärd svetstemperatur snabbare uppnås är det möjligt att tillföra extra värme före och/eller under svetsoperationen. Det är även möjligt att tillföra kroppen och/eller tappen extra värme under och/eller efter svetsoperationen för förhindrande av en fast förbindning av kropp och tapp av vid svets- operationen bildat plasticerat material.In order to achieve that the desired welding temperature is reached more quickly, it is possible to supply extra heat before and / or during the welding operation. It is also possible to supply the body and / or the pin with extra heat during and / or after the welding operation to prevent a fixed connection of the body and pin of plasticized material formed during the welding operation.

Uppfinningen är givetvis ej begränsade till ovanstående utföringsformer utan kan modifieras på en mängd olika sätt inom ramen för efterföljande patentkrav.The invention is of course not limited to the above embodiments but can be modified in a variety of ways within the scope of the appended claims.

Exempelvis kan kroppen och tappen vara anordnade att rotera i samma riktning med samma eller olika hastighet.For example, the body and the pin may be arranged to rotate in the same direction at the same or different speed.

Alternativt kan kroppen och tappen vara anordnade att rotera med samma medelhastighet, men med en pulserande rotation, varigenom en relativrörelse mellan kroppen och tappen är erhàllbar under väsentligen hela svetsoperatio- nen. Det skilda rörelsemönstret kan även vara så utformat att kroppen är stillastående, dvs stationär, under svets- operationen. Vid detta fall är det nödvändigt att uppvär- ma kroppen på elektrisk väg eller med hjälp av ett värme-_ bärande medium för kompensering av det värme som bort- 9 510 729 faller pà grund av att den stillastående kroppen härvid ej alstrar friktionsvärme. Även dà kroppen ej är stillatstàende, exempelvis oscillerande, kan det vara nödvändigt att tillföra extra värme på grund av det alstrade friktionsvärmet ej är tillräckligt för åstad- kommande av en tillräcklig plasticering av arbetstyckenas ändkanter.Alternatively, the body and the pin may be arranged to rotate at the same average speed, but with a pulsating rotation, whereby a relative movement between the body and the pin is obtainable during substantially the entire welding operation. The different movement pattern can also be designed so that the body is stationary, ie stationary, during the welding operation. In this case, it is necessary to heat the body electrically or by means of a heat-carrying medium to compensate for the heat which is lost due to the fact that the stationary body does not generate frictional heat. Even when the body is not stationary, for example oscillating, it may be necessary to add extra heat due to the heat of friction generated is not sufficient to achieve a sufficient plasticization of the end edges of the workpieces.

Claims

510 10 15 20 30 35 729 PATENT CLAIMS

Welding device for joining workpieces (1, 2) along a joint between the workpieces by friction stir welding, comprising a welding tool (9), which is intended to be driven along said joint during the welding operation, the welding tool comprising a body (10: 32 ) (20:31), arranged to be pressed against the upper sides of the workpieces during the welding operation, while the pin is arranged to be rotatably advanced in the joint during the welding operation in the pressing action with the workpieces, characterized in that the pin (20:31) (10:32) arranged in relation to each other that they are mutually movable to allow in relation to each other and a pin at which the body is and the body are so distinct movement patterns.

Welding device according to claim 1, in that the pin (20; 31) is so rotatably arranged in the body (10; 32) arranged through holes (12: 35) such projecting of the pin is allowed that it extends characterized in that a a distance below the body corresponding to the depth of the joint at each point along the joint during the entire welding operation.

Welding device according to Claim 1 or 2, characterized in that the pin (20:31) is externally threaded to allow a flow directed in the longitudinal direction of the pin, of the material which is plasticized during the welding operation by the heat of friction emitted during the operation and / or of the additive material which is so-called pumping action, arranged to be applied to the joint.

Welding device according to one of the preceding claims, characterized in that the body (10; rotatable during the welding operation

Welding device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the body (10; 32) and the pin (20:31) are arranged to rotate in the opposite direction and / or at different speeds in relation to each other. 32) is 10 15 20 25 30 35 11 510 729

Welding device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the body (10:32) and the pin (20; 31) are arranged to rotate at the same average speed, but with a pulsating rotation, whereby a relative movement between the body and the pin is obtainable during substantially the entire welding operation.

Welding device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the body (10; 32) is oscillatable during the welding operation.

Welding device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the body (10; 32) is stationary during the welding operation.

Welding device according to one of the preceding claims, characterized in that the body (10; 32) is arranged to be heated by an external energy supply for supplying heat necessary for the welding operation in addition to the frictional heat generated by the pin (20; 31) during the welding operation.

Welders according to any one of the preceding claims, characterized in that the body (10; 32) and the pin (20; 31) are so connected to each other that they are coaxially displaceable relative to each other to enable such a movement between the body and the pin after the welding operation that plastic material formed during the welding operation cannot lead to a fixed connection of body and pin during the cooling following the welding operation.

11. ll. Welders according to one of the preceding claims, characterized in that extra heat is supplied to the body (10:32) and / or the pin (20; 31) before and / or during the welding operation for faster achievement of the desired welding temperature.

Welding device according to one of the preceding claims, characterized in that extra heat is supplied to the body (10; 32) and / or the pin (20; 31) during and / or after the welding operation in order to prevent a fixed connection of the body and pin off during the welding operation. formed plasticized material. 510 729 12

Welding device according to one of Claims 2 to 12, characterized in that additive material is arranged to be supplied to the joint and / or the upper sides of the workpieces (1, 2) by means of a supply device which opens at the body's neck (l2; 35).

Welding device according to claim 7, characterized in that a tool for processing the resulting welded joint surface is attached to the rear part of the body (10; 32). 10