一种回填式搅拌摩擦点焊工具和回填式搅拌摩擦点焊方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种回填式搅拌摩擦点焊工具和回填式搅拌摩擦点焊方法，涉及金属焊接领域。该工具其包括相互独立的回填工件和夯实工件，回填工件包括搅拌针、搅拌套和压紧环，搅拌套设于搅拌针的外侧，压紧环设于搅拌套的外侧，搅拌针能够相对于搅拌套旋转和上下移动，搅拌套能够相对于压紧环旋转和上下移动，搅拌套为圆台形；夯实工件包括搅拌头，搅拌头包括相互连接的圆柱部和圆台部，搅拌套的锥度等于圆台部的锥度。该方法是采用回填式搅拌摩擦点焊工具进行。本申请通过圆台形的搅拌套使焊点呈圆台状，再通过搅拌头对焊点进行下压，使上板与下板呈现机械咬合结构，接头的拉剪性能以及十字拉伸性能增强。

【技术实现步骤摘要】
一种回填式搅拌摩擦点焊工具和回填式搅拌摩擦点焊方法
本专利技术涉及金属焊接领域，具体而言，涉及一种回填式搅拌摩擦点焊工具和回填式搅拌摩擦点焊方法。
技术介绍
FSW焊接(搅拌摩擦焊)是指利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部塑性化，当焊具沿着焊接界面向前移动时；塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。现有技术中常用的搅拌摩擦焊包括常规FSSW和回填式搅拌摩擦点焊。其中，常规FSSW是在FSW基础上发展起来的，其基本原理与FSW相似。焊接过程中，搅拌头高速旋转并以一定的速率扎入被焊工件，到达预定深度后停留一定时间，此后搅拌头快速回抽并完成焊接，最终在焊点中部留下一匙孔，如图1所示。高速旋转的搅拌头对被焊工件进行机械加热，使搅拌头周围材料软化并发生塑性流动，在轴肩的锻压力与搅拌针的搅拌作用下，使工件原始界面破碎并形成冶金结合，从而形成点焊接头。回填式搅拌摩擦点焊(RefillFrictionStirSpotWelding,RFSSW)技术是德国GKSS中心于2002本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回填式搅拌摩擦点焊工具，用于对搭接的上板和下板进行焊接；其特征在于，其包括相互独立的回填工件和夯实工件，所述回填工件包括搅拌针、搅拌套和压紧环，所述搅拌套设于所述搅拌针的外侧，所述压紧环设于所述搅拌套的外侧，所述搅拌针能够相对于所述搅拌套旋转和上下移动，所述搅拌套能够相对于所述压紧环旋转和上下移动，所述搅拌套为上宽下窄的圆台形；所述夯实工件包括搅拌头，所述搅拌头包括相互连接的圆柱部和上宽下窄的圆台部，所述搅拌套的锥度等于所述圆台部的锥度。/n

【技术特征摘要】
1.一种回填式搅拌摩擦点焊工具，用于对搭接的上板和下板进行焊接；其特征在于，其包括相互独立的回填工件和夯实工件，所述回填工件包括搅拌针、搅拌套和压紧环，所述搅拌套设于所述搅拌针的外侧，所述压紧环设于所述搅拌套的外侧，所述搅拌针能够相对于所述搅拌套旋转和上下移动，所述搅拌套能够相对于所述压紧环旋转和上下移动，所述搅拌套为上宽下窄的圆台形；所述夯实工件包括搅拌头，所述搅拌头包括相互连接的圆柱部和上宽下窄的圆台部，所述搅拌套的锥度等于所述圆台部的锥度。


2.根据权利要求1所述的回填式搅拌摩擦点焊工具，其特征在于，所述搅拌套具有第一上底圆直径Ds2、第一下底圆直径Ds1和第一锥台高度Ls；
所述搅拌头具有第二上底圆直径D1、距离第二下底圆高度为L的位置处的直径为D2；
其中，Ds2＝D2，L＝所述上板厚度的10％-15％。


3.根据权利要求1所述的回填式搅拌摩擦点焊工具，其特征在于，所述搅拌套的第一上底圆直径Ds2为10-20mm；优选为14-16mm；
优选地，所述搅拌套的第一下底圆直径Ds1为7-12mm；优选为8-10mm；
优选地，所述搅拌套的第一锥台高度Ls为10-20mm；优选为14-16mm。


4.根据权利要求1所述的回填式搅拌摩擦点焊工具，其特征在于，所述搅拌套的锥度等于(Ds2-Ds1)/Ls，所述锥度的取值范围为0.1-1；优选为0.3-0.5。


5.根据权利要求1所述的回填式搅拌摩擦点焊工具，其特征在于，所述搅拌头的第二上底圆直径D1大于所述搅拌头的距离第二下底圆高度为L的位置处的直径D2；
优选地，D1为15-30mm；优选为19-21mm；
优选地，D2＝Ds2，D2为10-20mm；优选为14-16mm；
优选地，所述搅拌针的直径Dp为4-8mm，优选为5-7mm。


6.根据权利要求1所述的回填式搅拌摩擦点焊工具，其特征在于，所述上板的厚度为1-15mm。

【专利技术属性】
技术研发人员：熊江涛，张浩楠，李京龙，石俊秒，陈丹，姜楠，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61