一种多孔材料的搅拌摩擦焊点焊搅拌装置及方法，其特征是，所述的搅拌装置包搅拌针消耗层、搅拌针母体和外轴肩，所述搅拌针消耗层与搅拌针母体配合成为搅拌针，搅拌针安装在外轴肩中，外轴肩固定在调节平台的一端上，搅拌针通过旋转轴承可转动地安装在调节平台上，安装有搅拌针旋转驱动装置的搅拌针固定端也安装在调节平台上，调节平台的另一端通过滑动轴轴套装在传动轴上，传动轴的下端固定在工作台上，传动轴的上端安装在气缸，气缸的气缸杆与调节平台相连，气缸杆带动调节平台上下移动。本发明专利技术通过搅拌针消耗层的消耗合搅拌针的配合关系填补了搅拌摩擦焊点焊接头出现的退出凹孔，焊接的点焊缝平整。焊接的点焊缝平整。焊接的点焊缝平整。
【技术实现步骤摘要】
一种多孔材料的搅拌摩擦焊点焊搅拌装置及方法
[0001]本专利技术属于搅拌摩擦焊接的
，尤其是一种多孔材料的摩擦点焊技术，具体地说是一种用于搅拌摩擦焊接领域的多孔材料的搅拌摩擦焊点焊搅拌装置及方法。
技术介绍
[0002]搅拌摩擦焊点焊是在常规搅拌摩擦焊的基础上更进一步发展，在搅拌头不停旋转的同时，通过施加给搅拌头顶锻力压入到板材中，在压力的作用下搅拌头与板材发生摩擦，使板材发生塑化，在搅拌针的作用下形成焊缝，经过一段时间后，搅拌头抬起，形成完整的搅拌摩擦焊点焊接头。
[0003]虽然这项技术具备着诸多显著的优点，但在实际的应用操作中尚还存在如下不足：在对多孔材料进行搅拌摩擦焊接点焊加工时由于焊接母材的致密性不够，在轴肩和搅拌针下压的过程中会出现焊接接头塌陷，接头成型所需的材料不足，导致接头的力学性能不符合使用要求的问题。同时搅拌摩擦焊点焊在焊接后由于搅拌针的退出会在焊缝中心留下典型的退出凹孔。同时由于焊接母材的塌陷，会形成一个凹槽，往往在凹槽处形成薄弱连接面、孔洞等焊接缺陷，导致焊接质量稳定性差，接头强度较低。为了解决这些问题，例如专利CN214684724U所述，搅拌头结构内具有增材通道，可以通过特定的增材装置通过增材通道加入材料，同时增加定位环结构，降低刀柄与搅拌头的接触面积，从而减少热量的传递，但是通过增材通道加入材料会出现由于材料塑化不均匀而导致增材通道堵死的情况，无法稳定工作。专利CN 105108361 A所述，一种无匙孔搅拌摩擦焊点焊装置，使用超声激振器辅助，通过超声激振器向待焊接板材发出超声波，使金属材料塑性软化，同时分离式的搅拌套和搅拌针可以解决出现锁孔的问题，解决搅拌摩擦点焊过程输入量不足，及材料流动不充分问题，不易形成孔洞等缺陷。但是这种方法不能解决母材的塌陷问题而无法应用于多孔材料的搅拌摩擦焊点焊中。
[0004]就如何在多孔材料搅拌摩擦焊点焊过程中实现增材进而弥补多孔材料搅拌摩擦焊点焊出现塌陷的问题，本专利针对多孔材料搅拌摩擦焊点焊搅拌头提出了一种新的结构和方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的为了克服上述多孔材料搅拌摩擦焊点焊过程中出现的不足，提出了一种多孔材料搅拌摩擦焊点焊搅拌装置及方法，解决多孔材料搅拌摩擦焊点焊过程中出现的接头成型材料不足导致母材塌陷，接头无法成型等问题。
[0006]本专利技术的技术方案之一是：一种多孔材料搅拌摩擦焊点焊搅拌头，包括：搅拌针消耗层、搅拌针母体、外轴肩、气缸、传动轴、调节平台、工作台等。所述搅拌针消耗层将搅拌针母体配合成为搅拌针，搅拌针与外轴肩连接。其中，搅拌针母体与外轴肩直接连接，在搅拌摩擦焊接开始之前通过气缸控制调节平台进而使外轴肩与焊接板材配合好；在搅拌摩擦焊点焊过程，搅拌针随着主轴
向下进入母材，中对母材进行摩擦搅拌，使母材和搅拌针消耗层的材料塑化。搅拌针消耗层与搅拌头母体可以相互滑动，搅拌针消耗层随主轴转动。在搅拌摩擦焊点焊过程中，外轴肩与焊接板材表面贴合后保持高度不变，搅拌针消耗层随着主轴向下运动至焊接材料中，搅拌针消耗层与多孔材料进行摩擦使搅拌针消耗层材料发生塑化，在实现生热的同时搅拌针消耗层的材料脱离搅拌针转移到搅拌摩擦焊接接头和搅拌头配合孔中，解决了由于多孔材料在搅拌摩擦焊点焊过程中材料致密性不够出现的母材塌陷的问题。
[0007]本专利技术的技术方案之二是：一种多孔材料的搅拌摩擦焊点焊搅拌装置，其特征在于：它包搅拌针消耗层8、搅拌针母体7和外轴肩6，所述搅拌针消耗层8与搅拌针母体7配合成为搅拌针，搅拌针安装在外轴肩6中 ，外轴肩6通过连接螺栓11固定在调节平台4的一端上，搅拌针通过旋转轴承9可转动地安装在调节平台4上，安装有搅拌针旋转驱动装置的搅拌针固定端10也安装在调节平台4上，调节平台4的另一端与传动轴2相连并安装在滑轨12中，传动轴2与气缸轴13相连，气缸1安装在滑轨12的上端，滑轨12的下端固定在工作台5上，气缸1的气缸轴13带动传动轴2上下移动，传动轴2带动调节平台4沿滑轨12上下移动，调节平台4带动外轴肩6及搅拌针上下移动，压实点焊位置，搅拌针在旋转的同时沿外轴肩下压，搅拌针消耗层8在搅拌过程中消耗并填充焊接空洞。
[0008]本专利技术的技术方案之三是：一种多孔材料搅拌摩擦焊点焊方法，其特征在于：首先，通过搅拌针消耗层与加工母材产生的摩擦热使搅拌针消耗层材料塑化填满多孔材料搅拌摩擦焊点焊过程中塌陷而产生的空隙；其次，通过搅拌针母体在搅拌摩擦焊点焊的过程中上下运动使搅拌针消耗层融化的材料进入到搅拌区域内部，在搅拌针母体退出的时消耗层停留在焊接板材内，从而消除搅拌摩擦焊点焊会留下的退出凹孔。
[0009]具体步骤如下：首先，根据母材的材料确定多孔材料搅拌头消耗层使用的材料和消耗层的厚度，与搅拌针母体加工配合。
[0010]第二，在母材和搅拌针安装好之后，启动气缸，控制调节平台受到气缸驱动，调节安装在工作台是的焊接板材与外轴肩配合；第三，焊接板材和外轴肩安装好后，主轴旋转下压，外轴肩压住母材，搅拌针消耗层插入到母材中，随着搅拌针母体不停旋转，在压力和搅拌针消耗层旋转的作用下，工件和搅拌头消耗层产生摩擦热，搅拌头消耗层将继续压入工件中。
[0011]第四，在搅拌针消耗层完全进入工件后，保持搅拌头压力使外轴肩与工件相连接，保持旋转一段时间，同时软化材料挤入到配合孔中。此时，搅拌针消耗层由于温度及变形的影响，从搅拌针母体上脱落。
[0012]第五，在连接完成后，搅拌针母体从工件中缓慢撤出时，搅拌针消耗层和焊接母材材料填满由搅拌针母体退出而留下的锁孔。通过消耗搅拌针消耗层，使搅拌摩擦焊接接头成型，形成平整的焊接接头。
[0013]具体来说：当焊接母材为多孔材料时，通过一般的搅拌摩擦点焊无法使焊缝成型，通过步骤三将搅拌针消耗层上的材料通过与母材摩擦作用产生的摩擦热塑化，并依靠搅拌针的搅拌作用带入到搅拌区完成增材，进而克服多孔材料在搅拌摩擦焊点焊过程中出现的
由于材料不足而出现的焊接接头无法成型的问题，同时由于搅拌针的配合在搅拌针退出的过程中挤压搅拌针配合孔中的材料，填补了退出凹孔和解决了母材的塌陷问题。
[0014]本专利技术的有益效果是：(1)通过搅拌针消耗层的消耗合搅拌针的配合关系填补了搅拌摩擦焊点焊接头出现的退出凹孔，焊接的点焊缝平整。
[0015](2)提供了一种多孔材料点焊搅拌头结构，其拥有搅拌头母体、搅拌针消耗层、外轴肩，通过搅拌针母体与搅拌针消耗层配合，通过搅拌针母体和搅拌针消耗层与加工母材发生摩擦，实现搅拌摩擦焊点焊的增材，解决了多孔材料搅拌摩擦焊点焊会出现的母材塌陷的问题。
附图说明
[0016]图1为多孔材料搅拌摩擦焊点焊搅拌头结构及安装装置之一。
[0017]图2、3为实例一、实例二对应的搅拌针的具体尺寸示意图。
[0018]图4为多孔材料搅拌摩擦焊点焊搅拌头结构及安装装置之二。
[0019]图5为搅拌针母体与搅拌针消耗层螺纹配合示意图。
[0020]图6为搅拌针母体示意图。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1. 一种多孔材料的搅拌摩擦焊点焊搅拌装置，其特征在于：它包搅拌针消耗层（8）、搅拌针母体（7）和外轴肩（6），所述搅拌针消耗层（8）与搅拌针母体（7）配合成为搅拌针，搅拌针安装在外轴肩（6）中 ，外轴肩（6）固定在调节平台（4）的一端上，搅拌针通过旋转轴承(9)可转动地安装在调节平台（4）上，安装有搅拌针旋转驱动装置的搅拌针固定端（10）也安装在调节平台（4）上，调节平台（4）的另一端通过滑动轴轴套（3）套装在传动轴（2）上，传动轴（2）的下端固定在工作台（5）上，传动轴（2）的上端安装有气缸（1），气缸（1）的气缸杆与调节平台（4）相连，气缸杆带动调节平台上下移动。2.根据权利要求1所述点焊搅拌装置，其特征在于：其搅拌针消耗层与搅拌针母体通过加工配合，根据搅拌摩擦焊点焊的母材和厚度可以选取不同的搅拌头消耗层的材料以及搅拌头消耗层的厚度和长度。3.根据权利要求1所述点焊搅拌装置，其特征在于：搅拌头消耗层厚度为满足不同种类的焊接要求，其搅拌头消耗层厚度为0.01mm
‑
50mm，搅拌针母体与搅拌针消耗层的长度略小于焊接板材厚度，以满足焊接要求。4. 一种多孔材料的搅拌摩擦焊点焊搅拌装置，其特征在于：它包搅拌针消耗层（8）、搅拌针母体（7）和外轴肩（6），所述搅拌针消耗层（8）与搅拌针母体（7）配合成为搅拌针，搅拌针安装在外轴肩（6）中 ，外轴肩（6）通过连接螺栓（11）固定在调节平台（4）的一端上，搅拌针通过旋转轴承(9)可转动地安装在调节平台（4）上，安装...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓永芳，周喻涛，曾金成，
申请(专利权)人：国瑞科创稀土功能材料赣州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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