一种环形焊缝摩擦焊用摩擦头制造技术

一种环形焊缝摩擦焊用摩擦头，其特征在于：摩擦头从下至上依次由夹持柄、轴肩、凸环三部分组成，三部分的中心点在同一条直线上，摩擦头凸环直径与焊缝直径相同。本实用新型专利技术所使用的摩擦头由夹持柄、轴肩、凸环组成，三者中心点在同一条直线上，由于摩擦头凸环直径与焊缝直径相同，因此，启动焊接操作时，设备机头带动摩擦头转动即可，不受环形焊缝过小尺寸影响，不需要像传统的搅拌摩擦焊那样，通过机头带动搅拌头旋转，然后搅拌头沿着环形焊缝轨迹行进实现焊接。本实用新型专利技术根据待焊环形焊缝直径尺寸进行环形摩擦焊用摩擦头凸环直径的选配，进而实现小尺寸环形焊缝的摩擦焊接，从而解决因环形焊缝直径过小而无法进行摩擦焊接的难题。

A friction head for friction welding of girth weld

【技术实现步骤摘要】
一种环形焊缝摩擦焊用摩擦头
本技术涉及一种环状焊缝摩擦焊用工具，特别涉及一种小尺寸环状焊缝用的摩擦头。
技术介绍
搅拌摩擦焊（FSW）作为一种优势、高效、绿色环保焊接技术，从1991年英国焊接研究所技术至今，现已在航空航天、汽车电子、造船、轨道交通等领域得到了广泛应用，其中焊缝形式包括平直线和曲线。通常FSW焊接都是通过旋转搅拌头沿着焊缝轨迹前移，最终完成待焊工件之间的焊接。由此可见，环形焊缝能否采用FSW技术进行焊接，主要取决于搅拌头能否沿环形焊缝轨迹运行。通常情况下，当环形焊缝直径越大时，搅拌头运行方便，FSW焊接也较易实施；但当环形焊缝直径较小时，常规FSW搅拌头难以沿着环线焊缝运行时，则无法采用FSW方法进行焊接。
技术实现思路
本技术针对现有搅拌摩擦头不适应小尺寸环状焊缝的摩擦焊接，提出一种能够实现小尺寸环状焊缝焊接的新型摩擦头。为实现上述目的，本技术提供一种环形焊缝摩擦焊用摩擦头，其特征在于：摩擦头从下至上依次由夹持柄、轴肩、凸环三部分组成，三部分的中心点在同一条直线上，摩擦头凸环直径与焊缝直径相同。所述的摩擦头的轴肩采用内凹结构，内凹倾角θ控制在8～12°范围内，用于凸环下扎过程中能够包拢向上挤压出的金属，避免向四周飞出。所述的摩擦头的凸环采用梯形截面，更有利于下扎。本技术所使用的摩擦头由夹持柄、轴肩、凸环组成，三者中心点在同一条直线上，由于摩擦头凸环直径与焊缝直径相同，因此，启动焊接操作时，设备机头带动摩擦头转动即可，不受环形焊缝过小尺寸影响，不需要像传统的搅拌摩擦焊那样，通过机头带动搅拌头旋转，然后搅拌头沿着环形焊缝轨迹行进实现焊接。本技术根据待焊环形焊缝直径尺寸进行环形摩擦焊用摩擦头凸环直径的选配，进而实现小尺寸环形焊缝的摩擦焊接，从而解决因环形焊缝直径过小而无法进行摩擦焊接的难题。附图说明图1是环形焊缝摩擦焊用摩擦头示意图；图2是环形焊缝摩擦焊用摩擦头剖视图；图3是环形焊缝焊前俯视图；图4是环形焊缝焊前组配剖视图；图5是环形焊缝摩擦焊后剖视图；图6是环形焊缝摩擦焊用摩擦头内凹轴肩局部放大图；图7是环形焊缝摩擦焊用摩擦头梯形截面凸环局部放大图；图8是管类工件环形焊缝焊前组配剖视图；图9是管类工件环形焊缝摩擦焊后剖视图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细说明。结合图1-图5摩擦头从下至上依次由夹持柄1、轴肩2、凸环3组成，三者中心点在同一条直线上且三者成一体，摩擦头凸环直径与焊缝直径相同。其中凸环3截面为矩形，轴肩2为平面。具体制作时，根据待焊工件4和待焊工件5组成的环线焊缝6的直径D，确定凸环3的中心直径d，要求d=D；根据待焊工件5的厚度t确定凸环3的高度h，要求h=1.2～1.5t；根据待焊工件5的厚度t确定凸环3的宽度w，要求w=1.2～1.5t；根据待焊工件5的厚度t确定轴肩2的宽度W，要求W=2.5～3.0t；焊接时，首先已对-搭接头形式进行待焊工件4和待焊工件5的组配，形成待焊环形焊缝6；然后保证凸环3中心与待焊环形焊缝6中心对准，设定摩擦头1000rpm/min转速和25mm/min下扎速度，启动焊接操作，当轴肩2接触到环线待焊焊缝6表面后，在保持摩擦头旋转速度及扎入深度保持不变的前提下停留0.5-1s，之后保持摩擦头旋转速度情况下使其提升至待焊工件4、待焊工件5表面上方，完成摩擦焊接，最终形成环状摩擦焊缝7。参照图6，轴肩2采用内凹结构，内凹倾角θ控制在8～12°范围内。便于凸环下扎过程中能够包拢向上挤压出的金属，以免向四周飞出。参照图7，凸环3采用梯形截面，相对矩形截面，更有利于下扎。参照图8、图9，待焊工件5为管状工件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环形焊缝摩擦焊用摩擦头，其特征在于：摩擦头从下至上依次由夹持柄、轴肩、凸环三部分组成，三部分的中心点在同一条直线上，摩擦头凸环直径与焊缝直径相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种环形焊缝摩擦焊用摩擦头，其特征在于：摩擦头从下至上依次由夹持柄、轴肩、凸环三部分组成，三部分的中心点在同一条直线上，摩擦头凸环直径与焊缝直径相同。


2.根据权利要求1所述的一种环形焊缝摩擦焊用摩擦头，其特征在于：所述的摩擦...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣盟，李晶，杨姝，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22