一种能同时进行多个焊缝搅拌摩擦焊接的搅拌头的制作方法

本发明涉及一种搅拌摩擦焊接使用的工具，尤其是一种能同时进行多个焊缝搅拌摩擦焊接的工具，具体地说是一种能同时进行多个焊缝搅拌摩擦焊接的搅拌头，使用该搅拌头，能够同时进行多个焊缝的搅拌摩擦连接。

背景技术：

搅拌摩擦焊（fsw）是1991年由英国焊接研究所（theweldinginstitute,twi）发明的（us5460317）一种新型固相连接技术，该技术的原理是利用搅拌头与材料的强烈摩擦和对软化材料的搅拌作用，使焊缝连接区处于热塑性状态并使其趋于熔化、混合，随着搅拌头向前行进，在搅拌头的后方形成焊缝，完成固相连接。搅拌摩擦焊具有质量高、成本低、变形小、易于实现自动化等特点，是一种理想的绿色连接技术。现行的搅拌摩擦焊一次焊接过程只能焊接一个焊缝，需要进行一次装夹；对于有多个焊缝的物体需要进行多次装夹，分多次进行焊接。在整个焊接工艺过程中，装夹过程所用时间在整个焊接过程中的占比很大，降低装夹所用时间在整个焊接过程中的占比，是提高搅拌摩擦焊接的效率一个有效途径。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的搅拌摩擦头只能进行单一焊缝的焊接而造成效率低，需反复装夹的问题，设计一种能同时进行多个焊缝搅拌摩擦焊接的搅拌头。通过该搅拌头的使用，对于板材，进行一次装夹，可实现多块板材的焊接；对于一个平面内有多处需要进行搅拌摩擦焊接的物体，一次装夹和焊接能够完成物体的焊接，从而极大的提高了搅拌摩擦焊接的效率。

本发明的技术方案是之一：

一种能同时进行多个焊缝搅拌摩擦焊接的搅拌头，它包括夹持柄支撑体1、搅拌针体3和搅拌针16，夹持柄支撑体1上有夹持柄4、支撑体5，支撑体5下端面设有轴肩结构6，搅拌针体3上安装有搅拌针16，其特征是轴肩结构6通过长杆螺纹结构7与搅拌针体3相连，在连接轴肩结构6和搅拌针体3的长杆螺纹结构7上安装有若干个轴肩体2，该轴肩体2的两个端面均作为搅拌摩擦用的轴肩结构，相邻轴肩体2之间、轴肩体2与轴肩结构6之间以及轴肩体2与搅拌针体3之间的螺杆段均形成新的搅拌针结构。

所述的轴肩体的数量至少为1个且同轴安装,优选2个或以上。

所述的长杆螺纹结构7的长为5mm-500mm，螺纹深度为0.1mm-20mm，长杆螺纹结构7既起到装配轴肩体的作用，又在焊接时形成搅拌针的作用。

所述的连接轴肩体的长杆螺纹结构为一整体结构或分体结构。

所述的长杆螺纹结构位于相连轴肩体之间的部分为等直径螺杆或变直径螺纹。

本发明的技术方案是之二：

一种能同时进行多个焊缝搅拌摩擦焊接的搅拌头，它包括夹持柄支撑体1、搅拌针体3和搅拌针16，夹持柄支撑体1上有夹持柄4、支撑体5，支撑体5下端面设有轴肩结构6，搅拌针体3上安装有搅拌针16，其特征是轴肩结构6通过螺纹杆与搅拌针体3相连，形成双焊缝搅拌头。

所述的螺纹杆的螺纹深度为0.1mm-20mm，螺纹杆既起到装配连接作用，又在焊接时形成搅拌针的作用。

所述的螺纹杆为等直径螺杆或变直径螺纹。

本发明的有益效果：

本发明的搅拌摩擦焊搅拌头，通过设计，在焊接过程中可形成三个不同焊接区域对材料进行搅拌摩擦焊接。对板材进行一次装夹，可实现多块板材的焊接；对于一个平面内有多处需要进行搅拌摩擦焊接的物体，一次装夹和焊接能够完成物体的焊接，从而极大的提高了搅拌摩擦焊接的效率。

经实验证明，同等条件下，可提高焊接效率50%以上。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为本发明具体实施例1示意简图。

图3为本发明具体实施例2示意简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图1所示。

一种能同时进行多个焊缝搅拌摩擦焊接的搅拌头，它包括夹持柄支撑体1、搅拌针体3和搅拌针16，夹持柄支撑体1上有夹持柄4、支撑体5，支撑体5下端面设有轴肩结构6，搅拌针体3上安装有搅拌针16，其特征是轴肩结构6通过长杆螺纹结构7与搅拌针体3相连，在连接轴肩结构6和搅拌针体3的长杆螺纹结构7上安装有若干个轴肩体2（数量可为1个、2个、3个或以上），该轴肩体2的两个端面均作为搅拌摩擦用的轴肩结构，相邻轴肩体2之间、轴肩体2与轴肩结构6之间以及轴肩体2与搅拌针体3之间的螺杆段均形成新的搅拌针结构。如图1所示，夹持柄支撑体1上有夹持柄4、支撑体5，支撑体5下端面是轴肩结构6，轴肩结构6与长杆螺纹结构7相连，长杆螺纹结构与轴肩体2和搅拌针体3相连接安装后，形成了搅拌针8和搅拌针9，搅拌针8和搅拌针9在焊接过程中搅拌、摩擦材料作用，当轴肩体2的数量为二个或以上时，搅拌针8、9的数量也相应增加。轴肩体2中间有螺纹孔10，螺纹孔10与长杆螺纹结构7配合使用，轴肩体2上端面为轴肩结构11，下端面为轴肩结构12，长杆螺纹结构7的长为5mm-500mm，螺纹深度为0.1mm-20mm，长杆螺纹结构7既起到装配轴肩体的作用，又在焊接时形成搅拌针的作用。搅拌针体3上端有螺纹孔13，螺纹孔13与长杆螺纹结构7配合使用，搅拌针体3上端有轴肩14下端有轴肩15，搅拌针16与轴肩15相连，搅拌针16上有凹槽结构17。具体实施时，连接轴肩体的长杆螺纹结构可为一整体结构，也可为分体结构，长杆螺纹结构位于相连轴肩体之间的部分或二端的连接部分可为等直径螺杆，也可设计成变直径螺纹。

实施例二。

本实施例作为实施例的特殊方式，即轴肩体的数量为0，此时，轴肩结构6通过螺纹杆直接与搅拌针体3相连，形成双焊缝搅拌头。其余与实施例一相同。

以下是本发明的搅拌头的具体应用示例。

示例1。

附图2所示。

利用本发明的搅拌头对多对板材进行焊接时，分别将板材18、板材19放置在垫板20和垫板21上，垫板20和垫板21厚度为10mm，在水平面上对齐，以搅拌头中心线为对称中心，分别在两边留有25mm空隙；板材18和板材19厚度为5mm,在水平面上对齐，焊缝在搅拌头中心线上，板材18和板材19形成的焊缝上表面紧贴轴肩6，下表面紧贴轴肩11，搅拌针8置于焊缝中，在轴肩6、轴肩11和搅拌针8的搅拌摩擦作用下，随着搅拌头的进给运动完成板材18和板材19焊接。

同时，将板材22、板材23放置在垫板24和垫板25上，垫板24和垫板25厚度为10mm,在水平面上对齐，以搅拌头中心线为对称中心，分别在两边留有25mm空隙；板材22和板材23厚度为5mm,在水平面上对齐，焊缝在搅拌头中心线上，板材22和板材23形成的焊缝上表面紧贴轴肩12，下表面紧贴轴肩14，搅拌针9置于焊缝中，在轴肩12、轴肩14和搅拌针9的搅拌摩擦作用下，随着搅拌头的进给运动完成板材22和板材23的焊接。

同时，将板材26、板材27放置在垫板28上，垫板28厚度10mm，板材26和板材27厚度为5mm,焊缝在搅拌头中心线上，板材26和板材27在轴肩15、和搅拌针16的搅拌摩擦作用下，随着搅拌头的进给运动完成板材22和板材23的焊接。

通过本发明的搅拌摩擦焊搅拌头的使用，一次装夹能够完成3对板材的焊接，极大的提高了板材fsw生产效率。

示例2。

如图3所示。

利用本发明的搅拌头对口字型结构进行摩擦焊接时的装置如图3，它由夹持柄支撑体29和搅拌针体30组成，夹持柄支撑体29上有夹持柄31、支撑体32，支撑体32下端面是轴肩结构33，轴肩结构33与长杆螺纹结构34相连，长杆螺纹结构34和搅拌针体30相连接安装后，形成了搅拌针35，搅拌针35在焊接过程中搅拌、摩擦材料作用；搅拌针体30上端有螺纹孔36，螺纹孔36与长杆螺纹结构34配合使用，搅拌针体30上端有轴肩37下端有轴肩38，搅拌针39与轴肩38相连，搅拌针39上有凹槽结构40。

分别将“凹”形铝合金结构41和“凹”形铝合金结构42放置在垫板43上，垫板43厚度为10mm，铝合金厚5mm,用夹具固定两块凹形铝合金结构，使两个“凹”形结构组成一个“口”字形结构，形成“口”字形结构的两个“凹”形铝合金结构上表面和下表面分别处于相同的水平面，焊缝在搅拌头中心线上。“凹”形铝合金结构41和“凹”形铝合金结构42上端板材形成的焊缝上表面紧贴轴肩33，下表面紧贴轴肩37，搅拌针35置于焊缝中，在轴肩33、轴肩37和搅拌针35的搅拌摩擦作用下，随着搅拌头的进给运动完成“口”字形结构上端焊缝的焊接。“凹”形铝合金结构41和“凹”形铝合金结构42下端板材放置在垫板43上，焊缝在搅拌头中心线上，“凹”形铝合金结构41和“凹”形铝合金结构42形成的焊缝在轴肩38、和搅拌针39的搅拌摩擦作用下，随着搅拌头的进给运动完成“口”字形结构上端焊缝的焊接。

通过本发明的搅拌摩擦焊搅拌头的使用，一次装夹能够完成“口”字形结构的焊接，极大的提高了板材fsw生产效率。

本发明未涉及部分与现技术相同或可采用现有技术加以实现。