一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭，包括攪拌主體，所述攪拌主體后端固定有夾持段，前端通過過渡段與攪拌針相連，在攪拌主體上設(shè)有若干環(huán)形溝槽，每條環(huán)形溝槽通過至少一條直凹槽連通，所述過渡段包括與攪拌主體相連的內(nèi)凹圓弧面及與攪拌針相連的軸肩，在攪拌針上設(shè)有若干螺紋。本實用新型通過采用過渡段將攪拌主體與攪拌針進(jìn)行連接，且過渡段采用內(nèi)凹的圓弧面與帶有螺旋凹槽的軸肩連接，有效提高金屬材料在攪拌摩擦焊過程中的流動速度。通過在攪拌針上設(shè)置有螺紋，增加了焊接時的摩擦阻力；同時在攪拌主體上增設(shè)環(huán)形溝槽，且通過直凹槽將環(huán)形溝槽連通，進(jìn)而增加摩擦阻力和塑化材料的流動性。增加攪拌頭的使用壽命，提高焊接質(zhì)量。
【專利說明】一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于攪拌摩擦焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭。
【背景技術(shù)】
[0002]攪拌摩擦焊是利用高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭和封肩與金屬摩擦生熱使金屬處于塑性狀態(tài)，隨著攪拌頭向前移動，金屬向攪拌頭后方流動形成致密焊縫的一種固相焊方法。攪拌頭作為攪拌摩擦焊工藝中的核心，其結(jié)構(gòu)的合理與否直接影響著焊接質(zhì)量的好壞和攪拌頭的使用壽命。目前使用的攪拌頭主要是由軸肩和攪拌針組成，其軸肩多采用內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，而攪拌針多采用帶螺紋或光滑的圓錐體結(jié)構(gòu)。該攪拌頭結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，但是在攪拌摩擦焊接過程中，使用壽命較短，尤其是在T型板大批量生產(chǎn)中，采用攪拌摩擦焊時，攪拌頭容易產(chǎn)生裂紋、表面溝槽、表面起皮或起絲、弧形疊紋、表面鼓包、背部焊瘤等焊接缺陷，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，同時嚴(yán)重影響產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭。
[0004]本實用新型是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。
[0005]一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭，包括攪拌主體，所述攪拌主體后端固定有夾持段，前端通過過渡段與攪拌針相連，所述攪拌主體上設(shè)有若干環(huán)形溝槽，每條環(huán)形溝槽通過至少一條直凹槽連通，所述過渡段包括與攪拌主體相連的內(nèi)凹圓弧面及與攪拌針相連的軸肩，所述攪拌針上設(shè)有若干螺紋。
[0006]所述夾持段上設(shè)有相互對稱的兩定位面。
[0007]所述軸肩端面設(shè)有軸端螺旋，且軸端螺旋與螺紋圓滑過渡。
[0008]所述軸肩上設(shè)有環(huán)形螺旋凹槽，且環(huán)形螺旋凹槽與內(nèi)凹圓弧面圓滑過渡。
[0009]所述螺紋為5?8圈，螺距為0.4?0.6mm,牙深為0.04?0.06mm。
[0010]所述環(huán)形溝槽深度為0.5?0.8mm,寬度為I?3mm。
[0011]本實用新型的有益效果是:
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過采用過渡段將攪拌主體與攪拌針進(jìn)行連接，且過渡段采用內(nèi)凹的圓弧面與帶有螺旋凹槽的軸肩連接，有效提高金屬材料在攪拌摩擦焊過程中的流動速度。由于在攪拌針上設(shè)置有螺紋，從而增加了焊接時的摩擦阻力；通過在攪拌主體上增設(shè)環(huán)形溝槽，且通過直凹槽將環(huán)形溝槽連通，進(jìn)而增加摩擦阻力和塑化材料的流動性。在實際摩擦焊接過程中，采用本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0013]1、焊接后焊縫無裂紋、表面溝槽、表面起皮或起絲、弧形疊紋、表面鼓包、背部焊瘤等缺陷，且尾孔內(nèi)無孔洞型缺陷；
[0014]2、焊縫按QJ2698-95進(jìn)行的射線探傷，不低于標(biāo)準(zhǔn)的II級；
[0015]3、焊接后按NB/T47014-2011進(jìn)行取樣及拉伸試驗，試樣的抗拉強(qiáng)度不低于母材鋼號標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的下限值315MPa，按NB/T47014-2011進(jìn)行取樣及彎曲試驗，試樣背彎和面彎到規(guī)定的角度90°后，其拉伸面上沿任何方向無裂紋或缺陷。
[0016]4、本實用新型具有可靠性高、易加工、不易磨損、焊接后焊縫質(zhì)量好等特點，特別適合用于焊接5A06的鋁合金。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型平面結(jié)構(gòu)主視圖；
[0018]圖2為圖1的俯視圖；
[0019]圖3為圖1的左視圖；
[0020]圖4為圖1的右視圖；
[0021]圖5為本實用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實用新型中攪拌針與軸肩部位局部放大示意圖。
[0023]圖中:1_夾持段，2-攪拌頭主體，3-過渡段，4-攪拌針，11-定位面，21-環(huán)形溝槽，22-直凹槽，31-軸肩，32-內(nèi)凹圓弧面，41-螺紋，311-軸端螺旋，312-軸肩螺旋凹槽。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實用新型的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0025]如圖1至圖5所示，本實用新型所述的一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭，包括攪拌主體2，所述攪拌主體2后端固定有夾持段1，前端通過過渡段3與攪拌針4相連，所述攪拌主體2上設(shè)有若干環(huán)形溝槽21，每條環(huán)形溝槽21通過至少一條直凹槽22連通，所述過渡段3包括與攪拌主體2相連的內(nèi)凹圓弧面32及與攪拌針4相連的軸肩31，所述攪拌針4上設(shè)有若干螺紋41。采用本技術(shù)方案，可有效提高金屬材料在攪拌摩擦焊過程中的流動速度。通過直凹槽22將環(huán)形溝槽21相互連通，可形成縱橫方向的流動空間，不但增加焊接過程中的摩擦阻力，而且大大提高了塑化材料的流動性。
[0026]所述夾持段I上設(shè)有相互對稱的兩定位面11。采用該技術(shù)方案，不但起到定位的作用，而且還可以防止攪拌頭在焊接過程中產(chǎn)生松動現(xiàn)象。
[0027]所述軸肩31端面設(shè)有軸端螺旋311，且軸端螺旋311與螺紋41圓滑過渡。采用該技術(shù)方案，在焊接過程中可以使焊接氣流沿螺紋41經(jīng)軸端螺旋311流向攪拌主體2，再通過設(shè)置于攪拌主體上的溝槽流出，從而增加塑化材料的流動性，降低焊接溫度，增加攪拌頭使用壽命。
[0028]所述軸肩31上設(shè)有環(huán)形螺旋凹槽312，且環(huán)形螺旋凹槽312與內(nèi)凹圓弧面31圓滑過渡。
[0029]所述螺紋41為5?8圈，螺距為0.4?0.6mm,牙深為0.04?0.06_。米用該技術(shù)方案，更利于增加焊接時的摩擦阻力。
[0030]所述環(huán)形溝槽21深度為0.5?0.8mm,寬度為I?3mm。采用該技術(shù)方案,不但可以增加焊接時的摩擦阻力，而且可大大提高塑化材料的流動性。
[0031]本實用新型所述的攪拌頭加工過程是:首先將材料進(jìn)行下料，然后進(jìn)行熱處理，要求HRC在26至32之間，由于攪拌頭選用的材料為W18Cr4V，因此采用的是真空熱處理的加工方法，再嚴(yán)格按照設(shè)計所需尺寸進(jìn)行數(shù)控機(jī)加加工，加工好后再采用真空熱處理將攪拌頭的HCR加工到45至50，然后將攪拌頭表面進(jìn)行拋光。
【權(quán)利要求】
1.一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭，包括攪拌主體(2)，其特征在于:所述攪拌主體(2)后端固定有夾持段(1)，前端通過過渡段(3)與攪拌針(4)相連，所述攪拌主體(2)上設(shè)有若干環(huán)形溝槽(21)，每條環(huán)形溝槽(21)通過至少一條直凹槽(22)連通，所述過渡段(3)包括與攪拌主體(2)相連的內(nèi)凹圓弧面(32)及與攪拌針(4)相連的軸肩(31)，所述攪拌針(4)上設(shè)有若干螺紋(41)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭，其特征在于:所述夾持段(I)上設(shè)有相互對稱的兩定位面(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭，其特征在于:所述軸肩(31)端面設(shè)有軸端螺旋(311)，且軸端螺旋(311)與螺紋(41)圓滑過渡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭，其特征在于:所述軸肩(31)上設(shè)有環(huán)形螺旋凹槽(312)，且環(huán)形螺旋凹槽(312)與內(nèi)凹圓弧面(31)圓滑過渡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭，其特征在于:所述螺紋(41)為5?8圈，螺距為0.4?0.6謹(jǐn),牙深為0.04?0.06謹(jǐn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于攪拌摩擦焊的攪拌頭，其特征在于:所述環(huán)形溝槽(21)深度為0.5?0.8臟，寬度為I?3臟。
【文檔編號】B23K20/12GK203401213SQ201320321796
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】劉邦森, 翁應(yīng)平, 稅建, 李勁平 申請人:貴州航天天馬機(jī)電科技有限公司