一種攪拌摩擦焊接裝置及其方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術提供一種攪拌摩擦焊接裝置，包括：超聲發(fā)生器，呈中空圓柱形；變幅靜止軸肩，一端具有安裝口，與超聲發(fā)生器同軸剛性連接；攪拌針，與超聲發(fā)生器、變幅靜止軸肩同軸安裝，非作業(yè)端與攪拌摩擦焊接裝置機頭主軸連接；安裝座，與超聲發(fā)生器剛性固定。本發(fā)明專利技術還提供利用攪拌摩擦焊接裝置對工件進行攪拌摩擦焊的方法。本發(fā)明專利技術提供的利用攪拌摩擦焊接裝置對工件進行攪拌摩擦焊的方法，不旋轉的變幅靜止軸肩能夠有效避免焊縫減薄的發(fā)生；通過變幅靜止軸肩的高頻振動，可徹底消除焊接飛邊的產(chǎn)生；通過變幅靜止軸肩，對焊縫金屬輸入功率超聲，可優(yōu)先改善焊縫組織，提高焊縫的機械性能。

Friction stir welding device and method thereof

The present invention provides a friction stir welding device, including: ultrasonic generator, a hollow cylindrical horn; stationary shoulder, end with a mounting hole, connected with the ultrasonic generator coaxial rigid; pin, ultrasonic generator, transformer installation and stationary shoulder coaxial, non working end and the friction stir welding head device main shaft is connected with the mounting seat; fixed and rigid, ultrasonic generator. The invention also provides a method for friction stir welding of workpieces by friction stir welding device. The present invention provides the use of friction stir welding device for friction stir welding of the workpiece, the amplitude stationary shoulder without rotation can effectively avoid the occurrence of the thinning; through the high frequency vibration amplitude of stationary shoulder, can completely eliminate the welding burrs generated by amplitude; stationary shoulder, weld metal on the ultrasonic input power the priority, improve weld organization, improve the mechanical properties of weld.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及攪拌摩擦焊接
，特別涉及一種攪拌摩擦焊接裝置及其方法。
技術介紹
攪拌摩擦焊作為一種基于微區(qū)鍛造的固相連接方法，已在鋁合金焊接方面取得巨大的成功。圖1為傳統(tǒng)攪拌摩擦焊結構示意圖。參照圖1，攪拌摩擦焊包括攪拌針11和軸肩12，攪拌摩擦焊在焊接過程中，利用高速旋轉的攪拌針11與工件摩擦產(chǎn)生的熱量使被焊材料局部塑化，當攪拌針11沿著焊接界面移動時，塑化材料在攪拌針11的轉動摩擦力作用下由攪拌針11的前部移向后部，并在攪拌針11的擠壓下形成致密的固相焊縫，攪拌針11與軸肩12為一體制造，焊接時同軸旋轉，將導致焊縫減薄并產(chǎn)大量飛邊，且焊縫機械性能很難通過該工藝參數(shù)實現(xiàn)明顯提高。攪拌摩擦焊接相比其他形式的焊接可能存在某些優(yōu)勢。例如，攪拌摩擦焊接不涉及把被焊接的部件加熱到像其它形式的焊接那么高的程度（達到材料熔點溫度）。另外，攪拌摩擦焊接不需要使用有可能把污染物引入焊縫的焊劑或氣體。但是隨著攪拌摩擦焊技術應用領域的擴大和產(chǎn)品制造的精細化，對焊接技術提出更高的要求，現(xiàn)有產(chǎn)品的加工中表現(xiàn)出以下問題：1、傳統(tǒng)攪拌摩擦焊攪拌工具焊接時會產(chǎn)生焊縫減薄，這將造成結構承載截面減小，導致能力下降。2、在對焊接接頭力學性能要求高的場合，傳統(tǒng)攪拌摩擦焊攪拌工具焊縫力學性能很難通過改變焊接工藝實現(xiàn)提高。3、傳統(tǒng)攪拌摩擦焊攪拌工具會產(chǎn)生大量的飛邊，表面成形不佳。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種攪拌摩擦焊接裝置及其方法，以解決傳統(tǒng)攪拌摩擦焊攪拌工具焊接時存在的焊縫減薄、焊縫力學性能有限、焊縫存在飛邊的的問題。為了解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是：提供一種攪拌摩擦焊接裝置，包括：超聲發(fā)生器，呈中空圓柱形；變幅靜止軸肩，一端具有安裝口，與所述超聲發(fā)生器同軸剛性連接；攪拌針，與所述超聲發(fā)生器、所述變幅靜止軸肩同軸安裝，非作業(yè)端與攪拌摩擦焊接裝置機頭主軸連接；安裝座，與所述超聲發(fā)生器剛性固定。進一步地，所述攪拌針根據(jù)焊縫尺寸選擇相應規(guī)格。進一步地，所述攪拌針從所述超聲發(fā)生器和所述變幅靜止軸肩的軸心穿過，通過所述安裝座的軸承與超聲發(fā)生器、所述變幅靜止軸肩同軸安裝。本專利技術還提供利用攪拌摩擦焊接裝置對工件進行攪拌摩擦焊的方法，攪拌針旋轉，伸入焊縫內(nèi)部，攪拌金屬進行焊接，超聲發(fā)生器產(chǎn)生軸向的高頻振動，通過變幅靜止軸肩放大并作用到工件表面，同時將功率超聲輸入焊縫金屬內(nèi)部，所述變幅靜止軸肩不旋轉，緊壓在所述攪拌針周圍的焊縫金屬上。本專利技術提供的攪拌摩擦焊接裝置，結構簡單，通過設置的安裝座，將超聲發(fā)生器、變幅靜止軸肩以及攪拌針結合成一體，并安裝于攪拌摩擦焊接裝置機頭主軸上。本專利技術提供的利用攪拌摩擦焊接裝置對工件進行攪拌摩擦焊的方法，不旋轉的變幅靜止軸肩能夠有效避免焊縫減薄的發(fā)生；通過變幅靜止軸肩的高頻振動，可徹底消除焊接飛邊的產(chǎn)生；通過變幅靜止軸肩，對焊縫金屬輸入功率超聲，可優(yōu)先改善焊縫組織，提高焊縫的機械性能。附圖說明下面結合附圖對專利技術作進一步說明：圖1為傳統(tǒng)攪拌摩擦焊結構示意圖；圖2為本專利技術實施例提供的攪拌摩擦焊接裝置剖面結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本專利技術提出的攪拌摩擦焊接裝置及其方法作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權利要求書，本專利技術的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本專利技術實施例的目的。本專利技術的核心思想在于，本專利技術提供的攪拌摩擦焊接裝置，結構簡單，通過設置的安裝座，將超聲發(fā)生器、變幅靜止軸肩以及攪拌針結合成一體，并安裝于攪拌摩擦焊接裝置機頭主軸上。本專利技術提供的利用攪拌摩擦焊接裝置對工件進行攪拌摩擦焊的方法，不旋轉的變幅靜止軸肩能夠有效避免焊縫減薄的發(fā)生；通過變幅靜止軸肩的高頻振動，可徹底消除焊接飛邊的產(chǎn)生；通過變幅靜止軸肩，對焊縫金屬輸入功率超聲，可優(yōu)先改善焊縫組織，提高焊縫的機械性能。圖2為本專利技術實施例提供的攪拌摩擦焊接裝置剖面結構示意圖。參照圖2，本專利技術實施例提供的一種攪拌摩擦焊接裝置，包括：超聲發(fā)生器21，呈中空圓柱形；變幅靜止軸肩22，一端具有安裝口，與所述超聲發(fā)生器21同軸剛性連接；攪拌針23，與所述超聲發(fā)生器21、所述變幅靜止軸肩22同軸安裝，非作業(yè)端與攪拌摩擦焊接裝置機頭主軸連接；安裝座24，與所述超聲發(fā)生器21剛性固定。在本專利技術實施例中，超聲發(fā)生器21可產(chǎn)生軸向振動，為變幅靜止軸肩22提供振動源，中空部位用于安裝不同規(guī)格的攪拌針23；變幅靜止軸肩22可將超聲發(fā)生器21產(chǎn)生的超聲振動放大并傳遞到工件上，同時限制焊接過程中焊縫金屬逸出形成飛邊；攪拌針23，可根據(jù)焊縫尺寸選擇相應的規(guī)格，攪拌針23與超聲發(fā)生器21、變幅靜止軸肩22同軸安裝，且攪拌針23旋轉而超聲發(fā)生器21、變幅靜止軸肩22不旋轉。本專利技術還提供一種利用攪拌摩擦焊接裝置對工件進行攪拌摩擦焊的方法，攪拌針旋轉，伸入焊縫內(nèi)部，攪拌金屬進行焊接，超聲發(fā)生器產(chǎn)生軸向的高頻振動，通過變幅靜止軸肩放大并作用到工件表面，抑制飛邊的形成，同時將功率超聲輸入焊縫金屬內(nèi)部，改善焊縫組織，有效提高焊縫的機械性能，所述變幅靜止軸肩不旋轉，緊壓在所述攪拌針周圍的焊縫金屬上，防止焊縫金屬材料逸出，避免焊縫減薄。顯然，本領域的技術人員可以對本專利技術進行各種改動和變形而不脫離本專利技術的精神和范圍。這樣，倘若本專利技術的這些修改和變型屬于本專利技術權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本專利技術也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，包括：超聲發(fā)生器，呈中空圓柱形；變幅靜止軸肩，一端具有安裝口，與所述超聲發(fā)生器同軸剛性連接；攪拌針，與所述超聲發(fā)生器、所述變幅靜止軸肩同軸安裝，非作業(yè)端與攪拌摩擦焊接裝置機頭主軸連接；安裝座，與所述超聲發(fā)生器剛性固定。

【技術特征摘要】
1.一種攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，包括：超聲發(fā)生器，呈中空圓柱形；變幅靜止軸肩，一端具有安裝口，與所述超聲發(fā)生器同軸剛性連接；攪拌針，與所述超聲發(fā)生器、所述變幅靜止軸肩同軸安裝，非作業(yè)端與攪拌摩擦焊接裝置機頭主軸連接；安裝座，與所述超聲發(fā)生器剛性固定。2.如權利要求1所述的攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述攪拌針根據(jù)焊縫尺寸選擇相應規(guī)格。3.如權利要求1所述的攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述攪...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：馬子奇，沈浩然，程怡，高嘉爽，張靖，張聃，
申請(專利權)人：上海航天設備制造總廠，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31