一种搅拌摩擦焊的搅拌头制造技术

本实用新型专利技术提供一种搅拌摩擦焊的搅拌头，包括依次连接的搅拌针、轴肩、连接柱和夹持柄，搅拌针由下段的锥台形搅拌针头部和上段的圆柱形搅拌针底部组成，所述轴肩顶部端面边缘设有环形凸台，凸台内侧至搅拌针根部的连接端面为内凹的倾斜面，搅拌针的外表面刻有螺纹槽和大螺旋沟槽，倾斜面上设有若干条环形凹槽。本实用新型专利技术能提高铝/钢异种材料搅拌摩擦焊时材料的产热量，解决了铝/钢搅拌摩擦焊过程中产生孔洞等缺陷的问题，进一步改善接头的力学性能。

A stirring head for friction stir welding

The utility model provides a stirring head for friction stir welding, which comprises a stirring needle, a shaft shoulder, a connecting column and a clamping handle connected sequentially. The stirring needle is composed of a cone-shaped stirring needle at the lower part and a cylindrical stirring needle at the bottom of the upper part. The connecting end face is an inclined surface with an inner concave, and the external surface of the stirring needle is engraved with a thread groove and a large spiral groove, and a number of annular grooves are arranged on the inclined surface. The utility model can improve the heat production of aluminum/steel dissimilar materials during friction stir welding, solve the problem of holes and other defects in the process of friction stir welding of aluminum/steel, and further improve the mechanical properties of the joints.

【技术实现步骤摘要】
一种搅拌摩擦焊的搅拌头
本技术涉及搅拌摩擦焊
，具体地讲涉及一种搅拌摩擦焊的搅拌头。
技术介绍
铝/钢异种材料的搅拌摩擦焊方法是利用搅拌头的转动与其周围母材摩擦产热、破碎工件表面的氧化层、转移塑化流动金属从而实现母材的连接。由于铝和钢之间热物理化学性质的巨大差异，在搅拌头的剧烈搅拌作用下铝和钢的流动性不协调，同时钢本身较高的熔点和较高的硬度，因此对于铝和钢的对接搅拌摩擦焊而言存在着较大的困难。搅拌头是铝/钢异种材料搅拌摩擦的核心，搅拌头的结构设计对热输入量和塑化金属的流动行为有重要的影响。中国专利CN206263437U公开了一种搅拌摩擦焊的搅拌头，该专利申请的搅拌头采用轴肩端面内凹，可以减少飞边产生，但是内凹轴肩对工件的挤压不足，导致铝/钢焊接时摩擦产热不够；带螺纹槽的圆柱与圆锥台组合的搅拌针结构，可以减少前进阻力，但是并不能改善铝/钢搅拌摩擦焊时塑化金属的流动性。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术的缺陷，提供了一种搅拌摩擦焊的搅拌头，目的是解决铝/钢搅拌摩擦焊时因热量不足而导致的材料流动性差、容易产生孔洞和沟槽等缺陷的问题。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种搅拌摩擦焊的搅拌头，依次连接的搅拌针、轴肩、连接柱和夹持柄，所述轴肩顶部端面边缘设有环形凸台，所述凸台内侧至搅拌针根部的连接端面为内凹的倾斜面。进一步地，所述搅拌针为两级结构，由下段的锥台形搅拌针头部和上段的圆柱形搅拌针底部组成，所述搅拌针的外表面刻有螺纹槽，所述圆柱形搅拌针底部的螺纹槽上沿竖直方向刻有大螺旋沟槽。进一步地，所述倾斜面的倾斜度为5°～10°。进一步地，所述倾斜面上设有若干条环形凹槽。进一步地，所述大螺旋沟槽的数量为2条。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术的搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩顶部端面边缘设有环形凸台，且所述凸台内侧至搅拌针根部的连接端面为内凹的倾斜面，轴肩顶部端面边缘设置的环形凸台可以保证轴肩对工件充分挤压的同时又可以保证轴肩斜面在焊接时和工件形成一个凹腔用来储存材料，可以减少飞边产生，带有环形凸台及凹槽的轴肩倾斜面以及带螺纹槽和大螺旋沟槽的圆柱与锥台组合的搅拌针结构可以高速转动，增加了铝/钢异种接头的产热量，提升了材料的流动性，解决了铝/钢异种材料搅拌摩擦焊接过程中接头容易产生孔洞等缺陷的问题，提高了铝/钢搅拌摩擦焊接接头质量。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术轴肩端面示意图;其中:1-搅拌针;1.1-圆柱形搅拌针底部；1.2-锥台形搅拌针头部；1.3-螺纹槽；1.4-大螺旋沟槽；2-轴肩;2.1-凸台；2.2-倾斜面；2.3-凹槽；3-连接柱;4-夹持柄。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细描述。如图1和图2所示，本技术为一种搅拌摩擦焊的搅拌头，包括依次连接的搅拌针、轴肩、连接柱和夹持柄，所述轴肩2顶部端面边缘设有环形凸台2.1，所述凸台2.1内侧至搅拌针1根部的连接端面为内凹的倾斜面2.2，所述搅拌针1为两级结构，由下段的锥台形搅拌针头部1.2和上段的圆柱形搅拌针底部1.2组成，所述搅拌针1的外表面刻有螺纹槽1.3，所述圆柱形搅拌针底部1.2的螺纹槽上沿竖直方向刻有大螺旋沟槽1.4，所述倾斜面2.2的倾斜度为5°～10°且倾斜面2.2上设有若干条环形凹槽2.3，所述外缘大螺旋沟槽1.4的数量为2条。本技术通过连接柱3与夹持柄4连接启动装置，启动搅拌头转动，在轴肩2顶部端面设有凸台2.1和带凹槽2.3的倾斜面2.2；所述凸台2.1能够促进轴肩2对工件的挤压，增加产热量，倾斜面2.2、凸台2.1及工件表面形成的空腔能够暂时存储被搅拌针挤出的塑性化材料，减少或避免飞边的形成；倾斜面上设置的环形凹槽2.3能够促进搅拌、增大摩擦，提高产热量搅拌探针1为下段的锥台形搅拌针头部1.1和上段的圆柱形搅拌针底部1.2组成，外缘设有螺纹槽1.3和从头部到底部的大螺旋形沟槽1.4，有效增加了铝/钢搅拌摩擦焊的热输入、提高材料的软化程度、增加材料流动性，从而避免孔洞等缺陷的产生，改善接头的力学性能。以上对本技术的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为其中的一种实施例，本技术并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本技术进行的等同修改和替代也都在本技术的范畴之中。因此，在不脱离本技术的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本技术的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种搅拌摩擦焊的搅拌头,包括依次连接的搅拌针(1)、轴肩(2)、连接柱(3)和夹持柄(4)，其特征在于：所述轴肩(2)顶部端面边缘设有环形凸台(2.1)，所述凸台(2.1)内侧至搅拌针(1)根部的连接端面为内凹的倾斜面(2.2)。

【技术特征摘要】
1.一种搅拌摩擦焊的搅拌头,包括依次连接的搅拌针(1)、轴肩(2)、连接柱(3)和夹持柄(4)，其特征在于：所述轴肩(2)顶部端面边缘设有环形凸台(2.1)，所述凸台(2.1)内侧至搅拌针(1)根部的连接端面为内凹的倾斜面(2.2)。2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊的搅拌头，其特征在于：所述搅拌针(1)为两级结构，由下段的锥台形搅拌针头部(1.1)和上段的圆柱形搅拌针底部(1.2)组成，所述搅拌针(1)的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽，胡心彬，邓威，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42