攪拌摩擦焊的攪拌頭制造技術

本實用新型專利技術涉及一種攪拌摩擦焊的攪拌頭，解決了現有攪拌頭阻力高、容易出現飛邊的問題。技術方案包括依次連接的攪拌針、軸肩、連接柱和夾持柄，所述攪拌針由下段的圓錐形結構和上段的圓柱形結構組成，攪拌針的外表面刻有螺紋，所述軸肩與攪拌針連接的端面設有卷繞形凹槽。本實用新型專利技術結構簡單、有效減小阻力、提高設備使用壽命，減少了攪拌摩擦焊過程中飛邊的產生，改善攪拌摩擦焊接頭的力學性能。

Stirring head of friction stir welding

The utility model relates to a stirring head of a friction stir welding, which solves the problems of high resistance and easy emergence of the existing stirring head. Technical scheme comprises a pin, shaft, a connecting column and a clamping handle, wherein the pin from the cylindrical structure and the upper section of the lower section of the conical structure composed of the outer surface of the pin with screw thread, the shoulder and the end face of the pin connected with the winding groove. The utility model has the advantages of simple structure, effectively reducing resistance, improving service life of the equipment, reducing the generation of the flying edge during the friction stir welding process, and improving the mechanical performance of the friction stir welding joint.

【技術實現步驟摘要】
攪拌摩擦焊的攪拌頭
本技術涉及攪拌摩擦焊
，具體的說是一種攪拌摩擦焊的攪拌頭。
技術介紹
攪拌摩擦焊是利用攪拌頭的轉動與其周圍母材摩擦產熱、破碎工件表面的氧化層、轉移塑化流動金屬從而實現母材的連接。攪拌頭是攪拌摩擦技術的核心，攪拌頭的結構設計對塑化金屬的流動行為以及攪拌頭的使用壽命有重要的影響。攪拌頭的成功設計是攪拌摩擦焊應用在更大范圍的材料和焊接更寬的厚度范圍的關鍵，攪拌頭包括兩個部分：攪拌針和軸肩，攪拌針和軸肩形狀的合理設計是獲得具有良好機械性能焊縫的關鍵。目前，攪拌針和軸肩設計使進行攪拌摩擦焊時會產生大量的飛邊，影響了接頭的強度。如專利號為201310046183.6名稱為能減小前進阻力的攪拌摩擦焊攪拌頭，其攪拌針為圓錐形，在與攪抖針接觸的軸肩端面上設置若干圈凹槽。將攪拌頭設計成錐形表面上看似乎能夠一定程度上了減小阻力，但實際應用時發現，由于錐形的直徑逐漸增大，工作狀態下，直徑過大的攪拌針后半段反而會提高攪拌頭前進的阻力。
技術實現思路
本技術的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結構簡單、有效減小阻力、提高設備使用壽命，減少了攪拌摩擦焊過程中飛邊的產生，改善攪拌摩擦焊接頭的力學性能。技術方案包括依次連接的攪拌針、軸肩、連接柱和夾持柄，所述攪拌針由下段的圓錐形結構和上段的圓柱形結構組成，攪拌針的外表面刻有螺紋，所述軸肩與攪拌針連接的端面設有卷繞形凹槽。所述螺紋的螺距為攪拌針的柱形結構直徑的十分之一。所述軸肩與攪拌針連接的端面為內凹面。所述凹面的凹度為9-11°。所述卷繞形凹槽的槽深為2mm，槽寬為軸肩半徑的十分之一。本專利技術通過將軸肩端面設計為凹面形，焊接時，軸肩和工件會形成一個凹腔，當軸肩鍛壓材料時，材料在攪拌針的旋轉攪動作用下不會被軸肩端面擠壓到焊接區域以外，而是被送到軸肩的凹腔中，凹腔相當于貯存容器，起貯存材料的作用，而傾斜的凹面又保證了軸肩對材料的鍛壓作用，優選所述凹面的凹度為9-11°，凹度過大會降低軸肩對材料的鍛壓作用，過小又起不到貯存材料的作用；更進一步，軸肩凹面設有卷繞形凹槽，使軸肩與工件的摩擦作用進一步增強，產熱也必將更大，并且卷繞形凹槽相較于同心圓的圈形凹槽可以使被限制在凹腔內的材料更好的圍繞攪拌區流動，經過專利技術人多年研究和實驗，優選卷繞形凹槽的槽深為2mm，槽寬為軸肩半徑的十分之一。最重要的是，專利技術人對現有攪拌針的外形進行改進，使其由下段的圓錐形結構和上段的圓柱形組成，攪拌針下段為圓錐形，插入工件時受到的阻力更小，更容易插入工件。上段為圓柱形，利用表面的螺紋增加了攪拌頭與工件的摩擦產熱和對工件材料的攪拌作用的同時，由于圓柱的直徑上下一致，因而不會增加下段圓錐形結構前進的阻力；攪拌針的上述結構有效進一步減少了攪拌摩擦焊過程中飛邊的產生，改善攪拌摩擦焊接頭的力學性能。本技術結構簡單、阻力小、減少了攪拌摩擦焊過程中飛邊的產生，改善攪拌摩擦焊接頭的力學性能，提高了設備使用壽命。附圖說明圖1是本技術結構示意圖；圖2是本技術的軸肩示意圖。圖中：1、攪拌針；1.1、圓錐形結構；1.2、圓柱形結構、1.3、螺紋；2、軸肩；2.1、凹面；3、卷繞形凹槽；4、連接柱；5、夾持柄。具體實施方式下面結合附圖對本技術作進一步解釋說明：參見圖1及圖2，本技術攪拌頭包括依次連接的攪拌針1、軸肩2、連接柱4和夾持柄5，所述攪拌針1由下段的圓錐形結構1.1和上段的圓柱形結構1.2組成，攪拌針1的外表面刻有螺紋1.3，所述螺紋的1.3螺距為攪拌針1的柱形結構1.2直徑的十分之一；所述軸肩2與攪拌針1連接的端面為內凹面，其凹度a為9-11°,上面設有卷繞形凹槽3，所述卷繞形凹槽的槽深為2mm，槽寬為軸肩2半徑的十分之一。攪拌頭轉動時，攪拌針1由下段的圓錐形結構1.1能夠很方便的插入工件中，配合上段的圓柱形結構1.2利用表面的螺紋1.3增加了攪拌頭與工件的摩擦產熱和對工件材料的攪拌，大大減小了前進的阻力。軸肩2與攪拌針1連接處的凹面2.1能夠起貯存材料的作用，保證了軸肩對材料的鍛壓作用，其上設有的卷繞形凹槽3能使軸肩與工件的摩擦作用進一步增強，產熱更大，有利于操作的進步，提高焊接效率和焊接質量。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種攪拌摩擦焊的攪拌頭，包括依次連接的攪拌針、軸肩、連接柱和夾持柄，其特征在于，所述攪拌針由下段的圓錐形結構和上段的圓柱形結構組成，攪拌針的外表面刻有螺紋，所述軸肩與攪拌針連接的端面設有卷繞形凹槽。

【技術特征摘要】
1.一種攪拌摩擦焊的攪拌頭，包括依次連接的攪拌針、軸肩、連接柱和夾持柄，其特征在于，所述攪拌針由下段的圓錐形結構和上段的圓柱形結構組成，攪拌針的外表面刻有螺紋，所述軸肩與攪拌針連接的端面設有卷繞形凹槽。2.如權利要求1所述的一種攪拌摩擦焊的攪拌頭，其特征在于，所述螺紋的螺距為攪拌針的柱形結構直徑的十分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙麗，胡心彬，王彥輝，鄧威，
申請(專利權)人：湖北工業大學，
類型：新型
國別省市：湖北,42