用于搅拌摩擦焊的搅拌区具有深浅变化的搅拌头的制作方法

本发明主要涉及搅拌摩擦焊技术，尤其涉及一种用于搅拌摩擦焊的搅拌区具有深浅变化的搅拌头。

背景技术：

搅拌摩擦焊接是高速旋转的搅拌头扎入工件后沿焊接方向运动，在搅拌头与工件的接触部位产生摩擦热，使其周围金属形成塑性软化层，软化层金属在搅拌头旋转的作用下填充搅拌针后方所形成的空腔，并在搅拌头轴肩与搅拌针的搅拌及挤压作用下实现材料连接的固相焊接方法。

搅拌头由轴肩、搅拌针及夹持区等部分组成。其中，轴肩的作用是在工件表面施加压力，并且使其下方的金属软化。轴肩与工件摩擦产生的大量热量可以使金属软化，同时可以通过对软化的金属进行持续地搅拌、施压，以防止在焊缝中产生孔洞型缺陷等不足。

现有轴肩的端面一般为平面，不仅搅拌区的搅拌、摩擦、产热、包容等的效果不好，而且焊接接头易产生缺陷。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可增大搅拌及产热效果、能避免焊接缺陷、可提高搅拌力的用于搅拌摩擦焊的搅拌区具有深浅变化的搅拌头。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于搅拌摩擦焊的搅拌区具有深浅变化的搅拌头，包括依次连接的夹持部、轴肩部和搅拌针，所述轴肩部的端面包括在径向方向远离搅拌针的包络区，所述轴肩部的端面还包括用于提高摩擦力矩、且至少在周向方向具有深浅变化的搅拌区，所述搅拌区在径向方向靠近搅拌针。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述搅拌区包括凸起和凹槽，凸起和凹槽一同构成深浅变化。

所述凸起和凹槽在搅拌区的周向方向构成深浅变化。

所述凸起和凹槽在搅拌区的周向和径向方向均构成深浅变化。

所述凸起在轴向方向不高于所述包络区。

所述凸起在轴向方向高于所述包络区。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明用于搅拌摩擦焊的搅拌区具有深浅变化的搅拌头，包括依次连接的夹持部、轴肩部和搅拌针，轴肩部的端面包括在径向方向远离搅拌针的包络区，轴肩部的端面还包括用于提高摩擦力矩、且至少在周向方向具有深浅变化的搅拌区，搅拌区在径向方向靠近搅拌针。该结构中，将包络区设置为平缓面，利于包拢汇聚和锻压塑性金属；而搅拌区至少在周向方向具有深浅变化结构，深浅变化结构在搅拌头旋转时，可有效提高摩擦力矩，进而增大了搅拌区的搅拌及产热效果，不仅能够有效的避免隧道型缺陷、趾跟缺陷、及孔洞等孔洞型缺陷，而且能够提高焊接速度；进一步搅拌区具有深浅变化，这种深浅变化相当于形成了刃部，大大提高了搅拌力。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体结构示意图。

图2是本发明实施例1的主剖视结构示意图。

图3是本发明实施例1的俯视结构示意图。

图4是本发明实施例2的立体结构示意图。

图5是本发明实施例2的主视结构示意图。

图6是本发明实施例2的俯视结构示意图。

图7是本发明实施例3的立体结构示意图。

图8是本发明实施例3的主视结构示意图。

图9是本发明实施例3的俯视结构示意图。

图中各标号表示：

1、夹持部；2、轴肩部；21、搅拌区；211、凸起；212、凹槽；22、包络区；3、搅拌针。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

如图1至图3所示，本发明用于搅拌摩擦焊的搅拌区具有深浅变化的搅拌头的第一种实施例，包括依次连接的夹持部1、轴肩部2和搅拌针3，轴肩部2的端面包括在径向方向远离搅拌针3的包络区22，轴肩部2的端面还包括用于提高摩擦力矩、且至少在周向方向具有深浅变化的搅拌区21，搅拌区21在径向方向靠近搅拌针3。该结构中，将包络区22设置为平缓面，利于包拢汇聚和锻压塑性金属；而搅拌区21至少在周向方向具有深浅变化结构，深浅变化结构在搅拌头旋转时，可有效提高摩擦力矩，进而增大了搅拌区21的搅拌及产热效果，不仅能够有效的避免隧道型缺陷、趾跟缺陷、及孔洞等孔洞型缺陷，而且能够提高焊接速度；进一步搅拌区21具有深浅变化，这种深浅变化相当于形成了刃部，大大提高了搅拌力。

本实施例中，搅拌区21包括凸起211和凹槽212，凸起211和凹槽212一同构成深浅变化。通过凸起211和凹槽212的配合形成深浅变化，大大提高了搅拌力。

本实施例中，凸起211和凹槽212在搅拌区21的周向和径向方向均构成深浅变化。周向和径向方向的深浅变化结构，增大了周向和径向方向的搅拌力。

实施例2：

如图4至图6所示，本发明用于搅拌摩擦焊的搅拌区具有深浅变化的搅拌头的第二种实施例，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，凸起211和凹槽212在搅拌区21的周向方向构成深浅变化。周向方向的深浅变化结构，增大了周向方向的搅拌力。

本实施例中，凸起211在轴向方向不高于包络区22。其结构简单可靠。

实施例3：

如图7至图9所示，本发明用于搅拌摩擦焊的搅拌区具有深浅变化的搅拌头的第三种实施例，该搅拌头与实施例2基本相同，区别仅在于：本实施例中，凸起211在轴向方向高于包络区22。其结构简单可靠。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。