CN105171226A - 一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置 - Google Patents

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杨洪刚
李彦国
赵欣
蔡智亮
沈金华
康荣峰
赵刚
黄辉
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    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding

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Abstract

本发明提供了一种能固定工件，减小工件变形，去除飞边，并能提高焊接质量的搅拌摩擦连接装置，本发明采用如下技术方案：一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置，包括搅拌头主体和套筒，搅拌头主体包括搅拌轴、固定于摩擦焊机上的大圆柱、大圆柱下方的搅拌轴上固定有第一齿轮，第一齿轮下方设置搅拌头轴肩和搅拌针，搅拌轴、第一齿轮、搅拌头轴肩和搅拌针同轴转动，第一齿轮外设置有与第一齿轮啮合的第二齿轮，第二齿轮轴心设孔，孔内设有中心轴，中心轴固定于大圆柱上，第二齿轮外设置圆柱体状套筒，套筒内表面设置与第二齿轮啮合的内齿。本发明提出一种去除飞边的搅拌摩擦连接装置，通过改进搅拌头的外部装置，增加套筒，通过套筒的底端与工件的接触，有效的去除了飞边。

Description

一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置
技术领域
本发明涉及一种摩擦焊接技术，具体涉及一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置。
背景技术
搅拌摩擦焊（FSW）是一种新型固相连接技术，使用该技术进行焊接时，搅拌头以恒定速度旋转并按设定轨迹匀速运动，通过搅拌针***材料内部进行搅拌，以及搅拌头的轴肩与母材的强烈摩擦作用，使得热影响区内的金属材料处于一种固溶状态，母材最高温度不超过熔点，在搅拌头和搅拌针的共同作用下，焊缝区域的金属被连接在一起，最后完成了整个焊接过程。
在焊接过程中，当搅拌头的轴肩压入被焊材料过大时，容易造成一侧或者两侧金属溢出搅拌头轴肩，冷却后在轴肩***形成一薄层金属，即为飞边。飞边的存在虽然通常并不影响接头的力学性能，但是影响焊缝的美观。同时，飞边的形成往往是和板材的减薄同时出现的，这样会造成焊缝上表面轴肩处形成应力集中，如果不进行处理而直接测试接头力学性能就会造成一定的误差。因此去除飞边有其必要性。生产中常在焊接结束后另增加去飞边工序，比较费时费力。本发明就是要提供一种能减小工件变形，去除飞边，提高焊接质量，减少后续去飞边工作量的连接装置。
发明内容
本发明提供了一种能固定工件，减小工件变形，去除飞边，并能提高焊接质量的搅拌摩擦连接装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置，包括搅拌头主体和套筒7，搅拌头主体包括搅拌轴1、固定于摩擦焊机上的大圆柱2、大圆柱2下方的搅拌轴上固定有第一齿轮3，第一齿轮下方设置搅拌头轴肩4和搅拌针5，搅拌轴1、第一齿轮3、搅拌头轴肩4和搅拌针5同轴转动，第一齿轮3外设置有与第一齿轮3啮合的第二齿轮6，第二齿轮6轴心设孔，孔内设有中心轴9，中心轴9固定于大圆柱2上，第二齿轮6外设置圆柱体状套筒7，套筒7内表面设置与第二齿轮6啮合的内齿8。
优选的，第二齿轮6数量为4。
优选的，套筒7与搅拌头主体之间留有适量的间隙，保证套筒和搅拌头主体之间不接触，这样在工作过程中，套筒不随搅拌头转动。
优选的，所述搅拌针5为空间曲线回转结构。
优选的，所述搅拌头轴肩4底面的材料为抛光砂。
优选的，所述套筒7底面的材料为抛光砂。
本发明具有的优点和有益效果：本发明所提出的一种去除飞边的搅拌摩擦连接装置，通过改进搅拌头的外部装置，增加套筒，通过套筒的底端与工件的接触，在搅拌头前进方向去除了待焊工件表面的油污、氧化物等，使焊缝的杂质减少，有助于焊缝质量的提高，去除飞边，外观光滑平整，也消除了飞边对焊接质量的影响，且节省了后续去飞边工序，省时省力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1是本发明的示意图；
图2是图1A-A的剖视图；
图3是搅拌针的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置，包括搅拌头主体和套筒7，搅拌头主体包括搅拌轴1、固定于摩擦焊机上的大圆柱2、大圆柱2下方的搅拌轴上固定有第一齿轮3，第一齿轮下方设置搅拌头轴肩4和搅拌针5，搅拌轴1、第一齿轮3、搅拌头轴肩4和搅拌针5同轴转动，第一齿轮3外设置有与第一齿轮3啮合的第二齿轮6，第二齿轮6轴心设孔，孔内设有中心轴9，中心轴9固定于大圆柱2上，第二齿轮6外设置圆柱体状套筒7，套筒7内表面设置与第二齿轮6啮合的内齿8，第二齿轮6数量为4，套筒7与搅拌头主体之间留有适量的间隙，保证套筒和搅拌头主体之间不接触，这样在工作过程中，套筒不随搅拌头转动，所述搅拌针5为空间曲线回转结构，所述轴肩4底面的材料为抛光砂，所述套筒7底面的材料为抛光砂。
焊接工作的实施过程如下：
焊接开始，主轴带动搅拌头旋转，第一齿轮同步旋转，第一齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮带动套筒转动，由于大圆柱向下传递压力到套筒上，这样套筒在工件运动过程中就能压紧工件，去除飞边，由于套筒位于第二齿轮外部，其转速低于主轴的转速，套筒底面磨损较小，在焊后的区域，搅拌头和工件搅拌摩擦过程产生的飞边，通过套筒底部的接触便能进行去除。

Claims (6)

1.一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置，包括搅拌头主体和套筒，搅拌头主体包括搅拌轴、固定于摩擦焊机上的大圆柱、大圆柱下方的搅拌轴上固定有第一齿轮，第一齿轮下方设置搅拌头轴肩和搅拌针，搅拌轴、第一齿轮、搅拌头轴肩和搅拌针同轴转动，其特征在于，第一齿轮外设置有与第一齿轮啮合的第二齿轮，第二齿轮轴心设孔，孔内设有中心轴，中心轴固定于大圆柱上，第二齿轮外设置圆柱体状套筒，套筒内表面设置与第二齿轮啮合的内齿。
2.根据权利要求1所述的一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置，其特征在于，第二齿轮数量为4。
3.根据权利要求1所述的一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置，其特征在于，套筒与搅拌头主体之间留有适量的间隙，保证套筒和搅拌头主体之间不接触。
4.根据权利要求1所述的一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置，其特征在于，所述搅拌针为空间曲线回转结构。
5.根据权利要求1所述的一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置，其特征在于，所述搅拌头轴肩底面的材料为抛光砂。
6.根据权利要求1所述的一种能减少飞边的搅拌摩擦连接装置，其特征在于，所述套筒底面的材料为抛光砂。
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