一种厚板焊接搅拌头及厚板焊接设备制造技术

本发明专利技术属于搅拌摩擦焊技术领域，尤其涉及一种厚板焊接搅拌头及厚板焊接设备，其中厚板焊接搅拌头包括：轴肩和搅拌部；所述搅拌部包括第一搅拌针和第二搅拌针；所述第一搅拌针连接于所述轴肩与所述第二搅拌针之间，并与所述轴肩、所述第二搅拌针同轴心设置；所述第二搅拌针的针长和直径均小于所述第一搅拌针，所述第一搅拌针于第二搅拌针的连接位置以台阶面过渡。通过上述结构，能够解决厚板焊接时产生的S线问题，同时降低焊接缺陷。同时降低焊接缺陷。同时降低焊接缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种厚板焊接搅拌头及厚板焊接设备


[0001]本专利技术属于搅拌摩擦焊
，尤其涉及一种厚板焊接搅拌头及厚板焊接设备。

技术介绍

[0002]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工件材料局部熔化，当焊具沿着焊接截面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦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。
[0003]用于搅拌摩擦焊的搅拌头主要包括轴肩和搅拌针，其中轴肩用于通过与工件表面间的摩擦，提供焊接热源，搅拌针用于通过与结合面间的摩擦来提供热输入的同时，还起到机械搅拌作用。焊接时，搅拌针的长度一般与待焊接工件的厚度一致，而对于厚板工件，会通过相应增加搅拌针的直径以对抗焊接时较大的前进抗力。但是较粗的搅拌针会增加切削体积，进而容易因搅拌不均匀导致焊接结合面氧化物残留形成S线，若是焊接对接板，较粗的搅拌针还会将厚板根部挤开，进而导致焊接后工件出现焊接缺陷。
[0004]因此，针对以上不足，本专利技术急需提供一种厚板焊接搅拌头及厚板焊接设备。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种厚板焊接搅拌头及厚板焊接设备，以解决现有技术中厚板焊接时因搅拌摩擦头带来的工件内部缺陷问题。
[0006]本专利技术提供的厚板焊接搅拌头，包括：轴肩和搅拌部；其中，所述搅拌部包括第一搅拌针和第二搅拌针；所述第一搅拌针连接于所述轴肩与所述第二搅拌针之间，并与所述轴肩、所述第二搅拌针同轴心设置；所述第二搅拌针的针长和直径均小于所述第一搅拌针，所述第一搅拌针于第二搅拌针的连接位置以台阶面过渡。
[0007]如上所述的厚板焊接搅拌头，进一步优选为，所述第一搅拌针为柱形搅拌针、锥形搅拌针或锥型螺纹搅拌针。
[0008]如上所述的厚板焊接搅拌头，进一步优选为，所述第二搅拌针为柱形搅拌针、锥形搅拌针或锥型螺纹搅拌针。
[0009]如上所述的厚板焊接搅拌头，进一步优选为，所述第一搅拌针为锥形螺纹搅拌针，且所述第一搅拌针的外圆周壁面上均匀间隔切有多个倾斜的切面，每个所述切面均从所述第一搅拌针的底面切至根部。
[0010]如上所述的厚板焊接搅拌头，进一步优选为，所述第一搅拌针的长度为所述搅拌部总长度的60％
‑
85％。
[0011]如上所述的厚板焊接搅拌头，进一步优选为，所述第一搅拌针与所述第二搅拌针的连接位置处，所述第二搅拌针的面积与所述第一搅拌针的面积比为50％
‑
85％。
[0012]如上所述的厚板焊接搅拌头，进一步优选为，所述轴肩的底面设有螺旋槽，所述螺旋槽自所述第一搅拌针的连接端向外扩散。
[0013]如上所述的厚板焊接搅拌头，进一步优选为，所述轴肩相对于所述第一搅拌针的另一端向上延伸有同轴设置的过渡轴、中间轴和连接轴，所述连接轴的外壁面切有平面。
[0014]本专利技术还提供了厚板焊接设备，包括上述任意一项所述的厚板焊接搅拌头。
[0015]本专利技术公开的厚板焊接搅拌头包括轴肩和搅拌部，其中搅拌部包括第一搅拌针和第二搅拌针，第一搅拌针连接于所述轴肩与所述第二搅拌针之间，并与所述轴肩、所述第二搅拌针同轴心设置；第二搅拌针的针长和直径均小于所述第一搅拌针，使所述第一搅拌针于第二搅拌针的连接位置处外侧形成台阶面。通过上述设置，使得本专利技术中的厚板焊接搅拌头具有以下有益效果：
[0016]一方面通过设计第二搅拌针减小底部的直径以减小该位置处的切削体积，进而降低该位置处的切削难度，降低前进抗力；还通过设计第一搅拌针使其具有足够的强度以对抗厚板焊接时的前进抗力，进而具有焊接厚板的能力；
[0017]一方面，结合第一搅拌针和第二搅拌针，使得搅拌部整体的切削体积减小，同时，第二搅拌针规格尺寸小于第一搅拌针，使其连接能够相应降低搅拌部的震动，进而使软化材料搅拌充分并均匀排布，从而使焊接结合面不会因氧化物残留形成S线；
[0018]另一方面，搅拌部通过第一搅拌针和第二搅拌针的两段式设置，使得搅拌部内部能够形成以第一搅拌针为轴肩、第二搅拌针为搅拌针的类焊接搅拌头结构，进而将待焊接的厚板工件在厚度方向上分为两部分进行处理，在保证搅拌部强度进而保证焊接深度的同时，还能够降低因搅拌针直径与待焊接工件厚度同步增加导致的对工件的破坏和挤压，从而降低焊接缺陷。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0020]图1为本专利技术中厚板焊接搅拌头的结构示意图；
[0021]图2为焊接效果对比图，其中图2a为现有焊接方式的焊缝示意图，图2b为本专利技术中厚板焊接搅拌头的焊缝示意图。
[0022]附图说明：
[0023]1‑
轴肩，2
‑
第一搅拌针，3
‑
第二搅拌针，4
‑
切面，5
‑
螺旋槽，6
‑
过渡轴，7
‑
中间轴，8
‑
连接轴，9
‑
平面。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解所述术语在本专利技术中的具体含义。
[0027]如图1所示，本实施例所提供的厚板焊接搅拌头包括轴肩1，轴肩1在焊接过程中主要起两种作用：1)通过与工件表面间的摩擦，提供焊接热源；2)提供一个封闭的焊接环境，以阻止高塑性软化材料从轴肩1溢出。优选的，本实施例中，轴肩1的底面还设有自第一搅拌针2的连接端向外扩散螺旋槽5，螺旋槽5的凹入设置，适于使轴肩1端部下方的软化材料受到向内方向的力的作用，从而有利于将轴肩1端部下方形成的软化材料收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厚板焊接搅拌头，其特征在于，包括：轴肩和搅拌部；其中，所述搅拌部包括第一搅拌针和第二搅拌针；所述第一搅拌针连接于所述轴肩与所述第二搅拌针之间，并与所述轴肩、所述第二搅拌针同轴心设置；所述第二搅拌针的针长和直径均小于所述第一搅拌针，所述第一搅拌针于第二搅拌针的连接位置以台阶面过渡。2.根据权利要求1所述的厚板焊接搅拌头，其特征在于，所述第一搅拌针为柱形搅拌针、锥形螺纹搅拌针或三槽锥型螺纹搅拌针。3.根据权利要求1所述的厚板焊接搅拌头，其特征在于，所述第二搅拌针为柱形搅拌针、锥形螺纹搅拌针或三槽锥型螺纹搅拌针。4.根据权利要求1所述的厚板焊接搅拌头，其特征在于，所述第一搅拌针为锥形螺纹搅拌针，且所述第一搅拌针的外圆周壁面上均匀间隔切有多个倾斜的切面，每个所述切面均从所述第一搅拌针的底面切至根部。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯红亮，王卫兵，赵大龙，赵晓，
申请(专利权)人：北京碳垣新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：