CN211564828U - 一种实现差速回抽搅拌头的焊接工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种实现差速回抽搅拌头的焊接工具，包括第一搅拌针、第二搅拌针、铜管套筒和轴肩，第二搅拌针在第一搅拌针外部，铜管套筒在第二搅拌针外部，轴肩在铜管套筒外部。本实用新型结构合理，通过利用搅拌针差速回抽技术实现消除匙孔的同时敦实焊缝金属，增加了焊缝金属的强度；通过添加铜置套筒辅助散热，避免了在搅拌摩擦焊过程中搅拌针与轴肩摩擦产生的热量，延长了搅拌头的使用寿命。通过在铜置套筒上端设置内凹结构，减少了成本。

Description

一种实现差速回抽搅拌头的焊接工具

技术领域

本实用新型涉及一种搅拌摩擦焊焊接工具，具体涉及一种可以延长搅拌头寿命、实现搅拌头回抽技术的焊接工具。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种新型固相连接技术，相较于传统熔焊，搅拌摩擦焊具有变形小、接头质量高、自动化程度高等优点，广泛应用在航空，轨道交通、新能源汽车等高端制造业。但由于技术特点，常规搅拌摩擦焊会在焊缝末端残留一个匙孔。对于常规位置的匙孔，可以使之留在工件孔位设计或采用引出块消除。而对于非平面结构件焊接如焊接圆筒体、箱体时，封闭环形焊缝上的匙孔就难以消除，影响产品的结构设计，提高加工成本。

对此问题，国内外积极开展了对常规的固定式搅拌头结构设计的研究。通过回抽式搅拌头来实现无匙孔搅拌摩擦焊接，但搅拌针摩擦产生热量会影响其寿命及焊后成型性能。

因此，针对上述问题，本实用新型提出了一种新的技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种实现无匙孔搅拌摩擦焊接、延长寿命的焊接工具。采用第一搅拌和第二搅拌针两个搅拌针，控制两个搅拌针同速进行搅拌摩擦焊接，在焊接完成后改变两个搅拌针相应的主轴转速，使两个搅拌针同心不同速实现回抽技术；转速快的搅拌针就随相对转速低的搅拌针螺纹从被焊金属拔出，搅拌针周围的金属被填充；达到一个无匙孔差速双抽头搅拌摩擦焊接。在搅拌摩擦焊时，搅拌针***被焊工件，轴肩不随搅拌针旋转只压紧工件，防止金属流失。铜置套筒与第二搅拌针和轴肩摩擦面紧密贴合，采用添加铜管套筒达到散热的效果，减少搅拌针在工作时与轴肩摩擦面产生的热量。并在铜置套筒上端设置内凹结构。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种实现差速回抽搅拌头的焊接工具，包括第一搅拌针、第二搅拌针、铜管套筒和轴肩，所述第二搅拌针在第一搅拌针外部，所述铜管套筒在第二搅拌针外部，所述轴肩在铜管套筒外部。

进一步地，所述第一搅拌针外部具有第一搅拌针端面，底部具有辅助第二搅拌针回轴的第一搅拌针螺纹。

进一步地，所述第二搅拌针顶部具有与搅拌针轴固定的第二搅拌针上螺纹，底部具有实现搅拌被焊金属的第二搅拌针下螺纹，外部具有与铜管套筒贴配合紧密的第二搅拌针端面、与轴肩安装面贴合的铜管套筒端面、轴肩安装面、轴肩压力面和轴肩摩擦面。

进一步地，所述铜管套筒上端采用内凹结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构合理，通过利用搅拌针差速回抽技术实现消除匙孔的同时敦实焊缝金属，增加了焊缝金属的强度；通过添加铜置套筒辅助散热，避免在搅拌摩擦焊过程中搅拌针与轴肩摩擦产生的热量，延长了搅拌头的使用寿命。通过在铜置套筒上端设置内凹结构，减少了成本。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型的A-B面的截面图；

其中：1、第一搅拌针，2、第二搅拌针，3、铜管套筒，4、轴肩，5、第一搅拌针端，6、第一搅拌针螺纹，7、第二搅拌针上螺，8、第二搅拌针下螺纹，9、第二搅拌针端面，10、铜管套筒端面，11、轴肩安装面，12、轴肩压力面，13、轴肩摩擦面。

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型做进一步地说明。

如图1～2所示，一种实现差速回抽搅拌头的焊接工具，包括第一搅拌针1、第二搅拌针2、铜管套筒3和轴肩4，第二搅拌针2在第一搅拌针1外部，铜管套筒3在第二搅拌2针外部，轴肩4在铜管套筒3外部。

在本实施例中，第一搅拌针1外部具有第一搅拌针端面5，底部具有辅助第二搅拌针2回轴的第一搅拌针螺纹6。

在本实施例中，第二搅拌针2顶部具有与搅拌针轴固定的第二搅拌针上螺纹7，底部具有实现搅拌被焊金属的第二搅拌针下螺纹8，外部具有与铜管套筒3贴配合紧密的第二搅拌针端面9、与轴肩4安装面贴合的铜管套筒端面10、轴肩安装面11、轴肩压力面12和轴肩摩擦面13。

在本实施例中，铜管套筒上端采用内凹结构。

本实用新型的工作原理为：1、将第一搅拌针与第二搅拌针同心配合完好，使第一搅拌针端面与第二搅拌针紧密贴合；2、将第一搅拌针端面螺纹与第二搅拌针端面螺纹对齐并贴合紧密；3、将铜管套筒内壁与第二搅拌针环楔贴合面无间隙装配，第二搅拌针端面顶住铜管套筒；4、铜管套筒端面顶住轴肩安装面，套筒端面下方与轴肩安装上表面紧密贴合；5、轴肩安装面安装在主轴的轴柄上；6、固定第一搅拌针，第二搅拌针上设有与搅拌针轴配合的螺纹，与搅拌摩擦设备搅拌针轴紧密连接；7、在主轴轴柄上拧紧轴肩，回抽搅拌头安装完成；8、将被焊工件使用丙酮或酒精擦拭，去除表面油污。再将工件表面毛刺去除，确保整个焊缝间隙小于0.3mm；9、将被焊工件放置于基础背板上，两边侧顶确保工件周向固定；10、再采用压块进行固定，确保工件处于完全刚性固定状态；11、在搅拌摩擦焊接开始阶段，将第一搅拌针与第二搅拌针同速***被焊金属进行焊接；12、调整工艺，搅拌针***被焊金属深度第一为搅拌针螺纹+0.2～1mm，并停留4-10s，达到预热的效果。13、在焊接完成阶段，将第二搅拌2主轴转速减慢，与原始转速差值1～50r/mim，此时，第二搅拌针随第一搅拌针螺纹从焊缝位置回抽至压紧工件的表面位置；14、第二搅拌针保持步骤13的转速，第一搅拌针主轴转速减慢，与第二搅拌针转速差值1-50r/mim，第一搅拌针随第二搅拌针螺纹回抽至焊缝表面；15、取出被焊金属，焊接完成。

本实用新型结构合理，通过利用搅拌针差速回抽技术实现消除匙孔的同时敦实焊缝金属，增加了焊缝金属的强度；通过添加铜置套筒辅助散热，避免在搅拌摩擦焊过程中搅拌针与轴肩摩擦产生的热量，延长了搅拌头的使用寿命。通过在铜置套筒上端设置内凹结构，减少了成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种实现差速回抽搅拌头的焊接工具，包括第一搅拌针、第二搅拌针、铜管套筒和轴肩，其特征在于：所述第二搅拌针在第一搅拌针外部，所述铜管套筒在第二搅拌针外部，所述轴肩在铜管套筒外部。

2.根据权利要求1所述的一种实现差速回抽搅拌头的焊接工具，其特征在于：所述第一搅拌针外部具有第一搅拌针端面，底部具有辅助第二搅拌针回轴的第一搅拌针螺纹。

3.根据权利要求1所述的一种实现差速回抽搅拌头的焊接工具，其特征在于：所述第二搅拌针顶部具有与搅拌针轴固定的第二搅拌针上螺纹，底部具有实现搅拌被焊金属的第二搅拌针下螺纹，外部具有与铜管套筒贴配合紧密的第二搅拌针端面、与轴肩安装面贴合的铜管套筒端面、轴肩安装面、轴肩压力面和轴肩摩擦面。

4.根据权利要求1所述的一种实现差速回抽搅拌头的焊接工具，其特征在于：所述铜管套筒上端采用内凹结构。

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