一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，涉及焊接技术领域。其包括搅拌头和静轴肩，所述静轴肩固定安装于搅拌摩擦焊接工具的非旋转部件；所述静轴肩为中空结构，所述静轴肩设有静轴肩孔、排料切面和排料孔；所述搅拌头的一端用于安装于搅拌摩擦焊接工具的主轴刀柄，所述搅拌头的另一端部分穿设于所述静轴肩，并伸出所述静轴肩孔，所述搅拌头与所述静轴肩间隙配合。本实用新型专利技术提供的一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，能够方便在实现焊缝无减薄和无飞边的同时，提高焊接工具散热效率，进而提高工具使用的稳定性和寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构
本技术涉及焊接
，尤其涉及一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构。
技术介绍
搅拌摩擦焊(FSW)是一种新型固相连接技术，是1991年由英国焊接研究所(TheWeldingInstitute,TWI)专利技术的。其过程为由轴肩和搅拌针组成的搅拌头，在高速旋转的同时插入焊缝并向前行进，利用摩擦热使待焊材料塑化，在搅拌头的带动下发生塑性流动，并在轴肩的锻压作用下形成焊缝，实现固相连接。搅拌头是搅拌摩擦焊接的核心部件，通过与工件摩擦提供焊接过程中材料塑化所需的热量，同时还是焊缝区域材料定向流动的载体。搅拌摩擦焊解过程中，由于搅拌头的旋转、挤压作用，焊缝中的塑性材料会溢出焊缝区外，形成“飞边”，导致焊缝区略薄于母材，不利于焊缝表面质量和接头性能。目前，工业生产中常常需要通过机械打磨来去除飞边，不但降低了生产效率，而且极易损伤被焊工件表面质量。搅拌头的设计制造是实现搅拌摩擦焊接的关键技术，国内外相关机构在搅拌头的形状设计、材料选取及加工工艺等方面进行了大量的研究。目前，消除飞边的方式主要有两种：其一，设计特殊搅拌头轴肩端面；其二，在搅拌头上另加一装置或结构，如添加切削头或轴肩外缘加工成切削槽。然而，这两种方法都不能很好的消除飞边，方式一可减少飞边量，但不能彻底消除飞边，方式二因飞边温度较高而粘着在搅拌头上造成焊缝表面质量较差。但是由于静轴肩搅拌摩擦焊接工具结构相对复杂，长期工作于高温环境，同时搅拌头轴肩与静轴肩孔必须为间隙配合且要求较高的回转精度，工具散热显得尤为重要。因此，如何实现焊缝无减薄和无飞边的同时，提高焊接工具散热效率，提高工具使用的稳定性和寿命意义重大。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本技术的主要目的在于提供一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，能够方便在实现焊缝无减薄和无飞边的同时，提高焊接工具散热效率，进而提高工具使用的稳定性和寿命。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，其特征在于，包括搅拌头和静轴肩，所述静轴肩固定安装于搅拌摩擦焊接工具的非旋转部件；所述静轴肩为中空结构，所述静轴肩设有静轴肩孔、排料切面和排料孔；所述搅拌头的一端用于安装于搅拌摩擦焊接工具的主轴刀柄，所述搅拌头的另一端部分穿设于所述静轴肩，并伸出所述静轴肩孔，所述搅拌头与所述静轴肩间隙配合。可选地，所述排料切面的数量为两个，且两个所述排料切面对称分布，两个所述排料切面的间距大于所述静轴肩的端面直径。可选地，所述排料切面平行于搅拌摩擦焊接工具的焊接方向。可选地，所述排料孔的数量为多个，且对称分布；可选地，多个所述排料孔分布于一个平面或多个平面内；可选地，所述搅拌头设有夹持柄、定位台阶、轴肩和搅拌针；所述夹持柄用于安装于主轴刀柄，所述定位台阶用于对所述搅拌头的安装位置进行限位，所述轴肩用于消除飞边，所述搅拌针设置于所述轴肩上。可选地，所述轴肩为圆柱型结构，所述轴肩穿设于所述静轴肩孔内并与所述静轴肩间隙配合，所述轴肩直径和静轴肩孔径之差为0.05～0.5mm。可选地，所述轴肩穿设并伸出所述静轴肩孔0.1～0.8mm。可选地，所述轴肩设有用于排料的螺纹槽或同心环槽。可选地，所述螺纹槽或同心环槽的深度为0.1～1.2mm。本技术提供的一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，通过在搅拌头设有用于排料的螺纹槽和静轴肩上设有用于排料的切面和排料孔，提高焊接过程的排料效率，防止工具因塞料而产生的磨损，从而提高工具的精度和使用寿命。本技术提供的一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，具有以下优点：1.焊接过程中可以有效避免飞边的产生，获得表面光滑的高质量焊缝；2.通过静轴肩端面的挤压作用，使焊缝材料尽可能多地被挤入焊缝，减少或避免焊缝减薄，提高接头力学性能；3.更好的排除焊接过程的渗料，保证焊接过程中工具的回转精度，提高焊接过程的稳定性和工具寿命；4.焊接过程无飞边，焊缝表面光滑，减少人工打磨工序，提高生产效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构的爆炸示意图；图2是根据图1所示的轴肩结构装配后的示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1和图2所示，本技术提供的一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，一般性地，可以包括搅拌头1和静轴肩2。搅拌头1可安装于搅拌摩擦焊接工具的主轴刀柄(图中未示出)，静轴肩2通过外罩或连接件(图中未示出)固定安装于搅拌摩擦焊接工具(图中未示出)的非旋转部件上。静轴肩2的内部为中空结构，静轴肩2的一端设有静轴肩孔21，静轴肩2的周壁上设置有与其内部中空结构连通的排料切面22和排料孔23。排料孔23的数量为多个，且对称分布。多个排料孔23可分布于一个平面或多个平面内。搅拌头1的另一端部分穿设于静轴肩2的中空结构内，并伸出至静轴肩孔21。搅拌头1与静轴肩2间隙配合，使得装配后，搅拌头1与静轴肩2互不接触。即，当焊接过程中搅拌头1带动轴肩13和搅拌针14转动时，静轴肩2处于静止不转的状态。具体地，搅拌头1设有夹持柄11、定位台阶12、轴肩13和搅拌针14。搅拌针14设置于所述轴肩13上。夹持柄11包括夹持部圆柱16和设在夹持部圆柱16的夹持面15。夹持面15使得便于夹持，使得搅拌头1可以方便地安装在工台上。在进行装配时，搅拌头1通过夹持柄11装夹在主轴通用刀柄上并通过夹持面15用顶丝固定。静轴肩2通过外罩固定在主轴的非旋转部分，定位台阶12用于对搅拌头1的安装位置进行限位，防止夹持柄11安装过深或过浅，保证轴肩13伸出静轴肩孔21的长度，并能够保证搅拌头1的轴肩13与静轴肩2的静轴肩孔21间隙配合均匀，不出现偏心。在一个具体的实施方式中，轴肩13为圆柱型结构。轴肩13穿设于静轴肩孔21内并与静轴肩2间隙配合。可选地，轴肩13直径和静轴肩孔21的孔径之差为0.05～0.5mm。轴肩13穿设并伸出静轴肩孔21的静轴肩孔端面的长度为0.1～0.8mm。这样设计可以使通过静轴肩2的轴肩13的端面起到挤压作用，使焊缝材料尽可能多地被挤入焊缝，减少或避免焊缝减薄，提高接头力学性能，可以有效避免飞边的产生，获得表面光滑的高质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，其特征在于，包括搅拌头和静轴肩，所述静轴肩固定安装于搅拌摩擦焊接工具的非旋转部件；所述静轴肩为中空结构，所述静轴肩设有静轴肩孔、排料切面和排料孔；所述搅拌头的一端用于安装于搅拌摩擦焊接工具的主轴刀柄，所述搅拌头的另一端部分穿设于所述静轴肩，并伸出所述静轴肩孔，所述搅拌头与所述静轴肩间隙配合。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，其特征在于，包括搅拌头和静轴肩，所述静轴肩固定安装于搅拌摩擦焊接工具的非旋转部件；所述静轴肩为中空结构，所述静轴肩设有静轴肩孔、排料切面和排料孔；所述搅拌头的一端用于安装于搅拌摩擦焊接工具的主轴刀柄，所述搅拌头的另一端部分穿设于所述静轴肩，并伸出所述静轴肩孔，所述搅拌头与所述静轴肩间隙配合。


2.根据权利要求1所述的轴肩结构，其特征在于，所述排料切面的数量为两个，且两个所述排料切面对称分布，两个所述排料切面的间距大于所述静轴肩的端面直径。


3.根据权利要求1或2所述的轴肩结构，其特征在于，所述排料切面平行于搅拌摩擦焊接工具的焊接方向。


4.根据权利要求1所述的轴肩结构，其特征在于，所述排料孔的数量为多个，且对称分布。


5.根据权利要求4所述的轴肩结构，其特征在于，多个所述排料孔分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继忠，陈吉，张标，朱雪飞，施华劲，李继东，
申请(专利权)人：孚斯威焊接科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31