一种手工操作的搅拌摩焊接设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种手工操作的搅拌摩焊接设备及方法。搅拌摩焊接设备包括刚性支撑平台、支撑平台移动卡紧装置、工件夹持机构和摩擦搅拌头，工件紧固在刚性支撑平台上，摩擦搅拌头具有夹持端、轴肩和搅拌针，本发明专利技术搅拌针为逐级向下收缩的阶梯圆柱形，搅拌针底端中心有球形凸起。本发明专利技术将传统摩擦焊接的搅拌头主要由轴肩摩擦加热金属改为分段多台阶摩擦加热方式，利用搅拌针在不同位置的台阶端面和柱体侧面与焊接金属间的摩擦以及其引起的塑性化金属搅拌流动产生的热量加热各层面的金属，从而使金属预热更快。采用柔性软垫板解决了单面焊双面成形背面垫板的粘连问题。具有较好的教学应用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种手工操作的搅拌摩擦焊接设备及方法
本专利技术属于搅拌摩擦焊接
，具体涉及一种手工操作的搅拌摩擦焊接设备及其焊接工艺，特别是能够实现单面焊双面成形、适合于铝及其合金焊接的设备及方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊（FWS）是英国焊接研究所（TWI）1991年开发的一种新型固相连接技术，与传统焊接方法相比，它具有焊接质量高、生产成本低和无环境污染等优点。自搅拌摩擦焊技术专利技术以来，以铝及其合金为代表的轻合金材料的焊接难题如夹渣、气孔、裂纹、接头强度降低等得到有效地解决。除铝之外，焊接工作者还在积极利用搅拌摩擦焊接解决高熔点材料的焊接问题以及异种金属间的焊接难题，如今这些方面都取得不少成果。搅拌摩擦焊技术的最大特点是利用搅拌头与被焊接金属间的摩擦产热使被焊金属达到塑性化，然后在搅拌针的带动下将塑性化的金属搅拌混合并通过搅拌轴肩的挤压使其达到紧密结合。从工艺过程的实现以及防止搅拌针在焊接过程中降低损耗，一般情况下搅拌针的长度尺寸比被焊工件厚度稍小一些，在这种情况下，每次搅拌摩擦焊接都很难实现工件的一次焊透，根部总会有一定的厚度未焊透。为解决这一问题，可以采用双面焊或使用双肩头进行焊接。双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手工操作的搅拌摩焊接设备，包括刚性支撑平台（11）、支撑平台移动卡紧装置、工件夹持机构和摩擦搅拌头，工件紧固在刚性支撑平台（11）上，摩擦搅拌头具有夹持端（1）、轴肩（2）和搅拌针（3），其特征是：所述的搅拌针为逐级向下收缩的阶梯圆柱形，搅拌针底端中心有球形凸起。

【技术特征摘要】
1.一种手工操作的搅拌摩擦焊接设备，包括刚性支撑平台（11）、支撑平台移动卡紧装置、工件夹持机构和摩擦搅拌头，工件紧固在刚性支撑平台（11）上，摩擦搅拌头具有夹持端（1）、轴肩（2）和搅拌针（3），其特征是：所述的搅拌针为逐级向下收缩的阶梯圆柱形，搅拌针底端中心有球状凸起；所述搅拌头的夹持端（1）直径和高度为D1、L1，肩轴（2）的直径和高度为D2、L2；搅拌针（3）为三级圆柱体，由上至下各级圆柱的直径和高度分别为D3、L3，D4、L4，D5、L5，搅拌针（3）底面中心的球状凸起直径为D6；搅拌头的几何尺寸与工件的厚度t之间关系为：D2=2～3t，D3=0.8～1t,D4=k×D3，D5=k×D4，其中：k=1/2～2/3；L3=1/2t；L4=1/3t；L5=1/6t；搅拌针（3）的底面中心球状凸起的高度为0.5～1mm。2.根据权利要求1所述的手工操作的搅拌摩擦焊接设备，其特征是：在工件的下面有钢制软垫板（10），钢制软垫板（10）上面有与焊缝相对应的二级台阶凹槽，在二级台阶凹槽上槽口中放有与工件同材质的衬垫（4），衬垫（4）厚度为0.5～1mm。3.根据权利要求1所述的手工操作的搅拌摩擦焊接设备，其特征是：在工件（6、8）上面接缝两侧固定有二个导向槽板（5），二个导向槽板（5）之间距离与搅拌头的轴肩（2）直径相等。4.根据权利要求1所述的手工操作的搅拌摩擦焊接设备，其特征是：搅拌头为二部分组合构成。5.根据权利要求4所述的手工操作的搅拌摩擦焊接设备，其特征是：搅拌头二部分组合之间采用固定连接，连接方式为焊接或过盈配合连接。6.根据权利要求4所述的手工操作的搅拌摩擦焊接设备，其特征是：搅拌头二部分组合之间采用活动连接，连接方式为反螺纹连接。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋应田，张钧超，李拔群，刘峰，高学朋，张莹莹，曹义，张琎，宋凯，梁爽，邹明，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21