一种厚板用高效一体式搅拌头制造技术

技术编号:30595009 阅读:10 留言:0更新日期:2021-11-03 23:02
本实用新型专利技术公开了一种厚板用高效一体式搅拌头,包括依次连接一体的搅拌针、轴肩、夹持端,所述搅拌针为圆锥状,且在圆锥面上设有螺纹和三均布螺旋沟槽;所述轴肩为圆柱体,轴肩与搅拌针连接一侧的端面为7

【技术实现步骤摘要】
一种厚板用高效一体式搅拌头


[0001]本技术涉及搅拌摩擦焊接领域,具体涉及一种厚板用高效一体式搅拌头。

技术介绍

[0002]采用搅拌摩擦焊方法焊接铝合金已成为航空航天、轨道交通、军工船舶等领域的主流技术。对于薄板铝合金搅拌摩擦焊接头强度系数可达80%以上,相比普通弧焊技术具有明显的性能优势。但对于大厚板铝合金,不管是单面焊还是双面焊,接头的强度系数一般只有60%

75%左右,很难突破80%。这是因为厚板焊接与薄板焊接温度场分布不一样造成的,薄板焊接温度场可认为平面二维传热,板厚方向温度场无差异。但铝合金厚板焊接板厚方向温度场分布不均匀,造成焊后接头沿板厚方向存在组织梯度,从而造成性能梯度,接头在拉伸变形过程中表现为内部拘束效应大,均匀变形能力相比于薄板接头更差。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种厚板用高效一体式搅拌头,在较低焊接热输入条件下,能提高铝合金大厚板搅拌摩擦焊过程中板厚方向材料的高效塑性流动,降低板厚方向温度场梯度所造成的接头性能不均匀,提高铝合金大厚板焊接质量。
[0004]本技术采用的技术方案如下:一种厚板用高效一体式搅拌头,包括依次连接一体的搅拌针、轴肩、夹持端,所述搅拌针为圆锥状,且在圆锥面上设有螺纹和三均布螺旋沟槽;所述轴肩为圆柱体,轴肩与搅拌针连接一侧的端面为7
°
~9
°
的凹面,在凹面上设有多个同心圆环形槽。
[0005]进一步地,所述轴肩凹面上同心圆环形槽的数量为两个。
[0006]进一步地,所述搅拌针根部与轴肩凹面采用圆弧角过渡。
[0007]进一步地,所述搅拌针圆锥面上的螺纹和三均布螺旋沟槽均为左旋。
[0008]进一步地,所述轴肩的外圆面上设有均布同心散热槽。
[0009]进一步地,所述夹持端为带止台阶的圆柱体,并设置有偏口装配平面。
[0010]进一步地,所述搅拌针、轴肩、夹持端中心同轴设置。
[0011]本技术采用搅拌针螺纹+三切削螺旋沟槽的设计,代替已有常规搅拌针由螺纹+三切面的结构设计,由于螺纹对搅拌摩擦焊过程中具有增加对接头母材搅拌剪切、增加摩擦产热面积、减少S线分布作用显著,但对于板厚方向材料的流动作用不大,三切面结构能有限降低材料粘粘,但对板厚方向材料上下料流动无明显作用;采用三均布螺旋沟槽结构后,大升角的螺旋沟槽极大的增加了材料板厚方向的流动、进一步增加摩擦产热效率和破碎氧化物的能力,从而降低了板厚方向材料受热差异所带来的性能不均匀,提高了铝合金大厚板焊接质量。
附图说明
[0012]图1是本技术的整体结构示意图。
[0013]图2是本技术端面结构示意图。
具体实施方式
[0014]为了便于理解本技术,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本技术作更全面、细致地描述,但本技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0015]如图1、图2所示,本实施例的一种厚板用高效一体式搅拌头,包括依次连接一体的搅拌针1、轴肩2、夹持端3,所述搅拌针1、轴肩2、夹持端3中心同轴设置。所述搅拌针1为圆锥状,且在圆锥面上设有左旋螺纹和左旋三均布螺旋沟槽4;所述轴肩2为圆柱体,轴肩2与搅拌针1连接一侧的端面为7
°
~9
°
的凹面5,在凹面5上设有两个同心圆环形槽7。搅拌针1根部与轴肩2凹面采用圆弧角过渡。在轴肩2的外圆面上设有均布同心散热槽6。所述夹持端3为带止台阶的圆柱体,并设置有偏口装配平面。
[0016]本技术的厚板用高效一体式搅拌头,在较低焊接热输入条件下,能提高铝合金大厚板搅拌摩擦焊过程中板厚方向材料的高效塑性流动,降低板厚方向温度场梯度所造成的接头性能不均匀,提高铝合金大厚板焊接质量。
[0017]在前述说明书与相关附图中存在的教导的帮助下,本技术所属领域的技术人员将会想到本技术的许多修改和其它实施方案。因此,要理解的是,本技术不限于公开的具体实施方案,修改和其它实施方案被认为包括在所附权利要求的范围内。尽管本文中使用了特定术语,它们仅以一般和描述性意义使用,而不用于限制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厚板用高效一体式搅拌头,包括依次连接一体的搅拌针(1)、轴肩(2)、夹持端(3),其特征在于:所述搅拌针(1)为圆锥状,且在圆锥面上设有螺纹和三均布螺旋沟槽(4);所述轴肩(2)为圆柱体,轴肩(2)与搅拌针(1)连接一侧的端面为7
°
~9
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的凹面(5),在凹面(5)上设有多个同心圆环形槽(7)。2.如权利要求1所述的一种厚板用高效一体式搅拌头,其特征在于:所述轴肩(2)凹面上同心圆环形槽(7)的数量为两个。3.如权利要求1所述的一种厚板用高效一体式搅拌头,其特征在于:所述搅拌针(1)根部与...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓清洪
申请(专利权)人:湖南煌星华科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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