The invention relates to a kind of self compensating stirring tool for forging force, which is suitable for free angle friction stir welding. It includes clamping section, cylindrical section and stirring needle. The clamping section, cylindrical section and mixing needle are integrated from top to bottom. The clamping section is a cylinder, the side milling has a plane for fastening, the cylinder section is a cylinder and the diameter is larger than the holding section. Zhou Xiangkai has the heat sink, the lower end of the cylindrical section is the shaft shoulder; the outer ring of the shoulder is flat and has at least two Archimedes spiral grooves, the inner ring of the shaft shoulder is concave, the concave and the stirring needle are smooth transition, the stirring needle is the thin round table, and the thread features are set on the side of the mixing needle. The stirring tool and the conventional concave tool have the effect of self compensation on the forging force of the welded material, which can effectively avoid the hole defects which are easy to appear in the non inclined friction stir welding.
【技术实现步骤摘要】
无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具及焊接方法
本专利技术属于焊接领域,涉及一种适用于无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具及焊接方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊是一种新型的固相连接技术,其原理在于被焊材料在搅拌头的高速旋转摩擦产热和轴向挤压的共同作用下塑性流动、对接面被打碎而形成的一种固相连接。相比于传统的熔化焊接方法,搅拌摩擦焊具有热输入、焊接变形小,力学性能优异等特点。现已广泛应用于低熔点材料,如铝、镁合金的焊接。但传统的搅拌摩擦焊在焊接过程会导致焊缝区域较母材减薄0.2~0.5mm,而无倾角搅拌摩擦焊接方法可以减少焊缝的减薄,但无焊接倾角后导致焊接过程的顶锻力减弱,接头内部易出现孔洞缺陷。
技术实现思路
本专利技术针对无倾角搅拌摩擦焊焊接过程中顶锻力弱的问题,提出了一种适用于无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种适用于无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具,包括夹持段、圆柱段和搅拌针,三部分自上而下为一体结构。夹持段为圆柱体,圆柱侧面铣有平面用于紧固;圆柱段为圆柱体,直径大于夹持段,侧面开有散热槽,搅拌针为上粗下细的圆台,搅拌针上具有螺纹特征。进一步,所述圆柱段下端面为轴肩,轴肩外圆环为平面且设置有至少两处阿基米德螺旋槽,轴肩内圆环为内凹型且与搅拌针圆滑过渡。优选的,本专利技术所述的无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具材料为高速钢、耐热合金钢、热作模具钢、镍基合金等。进一步,所述圆柱段侧面开设有两圈以上的散热槽。进一步,轴肩与圆柱段交界外设置有倒角,轴肩外圆环为平面且设置有至少两处阿基米德螺旋槽,阿基米德螺旋槽 ...
【技术保护点】
一种无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具,包括夹持段、圆柱段和搅拌针,夹持段、圆柱段和搅拌针自上而下为一体结构,其特征在于:夹持段为圆柱体,侧面铣有平面用于紧固;圆柱段为圆柱体,直径大于夹持段,侧面开有散热槽,搅拌针为上粗下细的圆台,侧面设置有螺纹。
【技术特征摘要】
1.一种无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具,包括夹持段、圆柱段和搅拌针,夹持段、圆柱段和搅拌针自上而下为一体结构,其特征在于:夹持段为圆柱体,侧面铣有平面用于紧固;圆柱段为圆柱体,直径大于夹持段,侧面开有散热槽,搅拌针为上粗下细的圆台,侧面设置有螺纹。2.根据权利要求书1所述的一种无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具,其特征在于:所述圆柱段下端面为轴肩,轴肩外圆环为平面且设置有至少两处阿基米德螺旋槽,轴肩内圆环为内凹型且与搅拌针圆滑过渡。3.根据权利要求书1所述的一种无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具,其特征在于:所述圆柱段侧面开设有两圈以上的散热槽。4.根据权利要求书1所述的一种无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具,其特征在于:所述轴肩与圆柱段交界外设置有倒角。5.根据权利要求书2所述的一种无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具,其特征在于:所述阿基米德螺旋槽槽型为直角梯形,斜边倾角为3~10°,槽深0.05~0.6mm,内圆环为内凹型,内凹角为3~10°。6.根据权利要求书4所述的一种无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具,其特征在于:轴肩内圆环与外圆环的直径比为0.4~0.8。7.根据权利要求书2所述的一种无倾角搅拌摩擦焊的顶锻力自补偿搅拌工具,其特征在于:所述搅...
【专利技术属性】
技术研发人员:王志国,窦超,江琛,封小松,黄征,崔凡,尹玉环,徐奎,
申请(专利权)人:上海航天设备制造总厂,
类型:发明
国别省市:上海,31
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