一种搅拌摩擦焊接工具的制作方法

本实用新型涉及搅拌摩擦焊接技术领域，具体来说，是指一种搅拌摩擦焊接工具。

背景技术：

搅拌摩擦焊主要通过搅拌摩擦焊接工具(又称为搅拌头)与被焊工件之间的摩擦热量使得局部金属处于热塑性状态，同时在搅拌摩擦焊接工具的压力作用下从焊缝前部向后部塑性流动，最终使得待焊工件成为一个整体。由于搅拌摩擦焊的特殊成型机理，使得搅拌摩擦焊接工具成为搅拌摩擦焊的关键部件，在搅拌摩擦焊接过程中起着极其重要的作用。

搅拌摩擦焊接工具作为搅拌摩擦焊的“心脏”，它的材料和结构是搅拌摩擦焊的核心。在搅拌摩擦焊接过程中，根据焊接的深度、被焊工件的材料等方面的不同而选取不同规格、不同形貌的搅拌摩擦焊接工具。传统的搅拌摩擦焊接工具只包含1个轴肩，因此它只能用于焊接1种焊缝深度。并且搅拌摩擦焊接工具在搅拌摩擦焊接过程中，受力最大的部位是搅拌摩擦焊接工具的搅拌针，容易造成损坏，而搅拌摩擦焊接工具的搅拌针损坏后则需要换掉整个搅拌摩擦焊接工具，造成资源的浪费进而增加生产的成本。

因此，提供一种能够焊接多种焊缝深度，并且能够多次使用的搅拌摩擦焊接工具，是本技术领域的技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种搅拌摩擦焊接工具，以解决现有技术中的搅拌摩擦焊接工具只能用于焊接1种焊缝深度，并且不能多次使用的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种搅拌摩擦焊接工具，包括搅拌摩擦头，所述搅拌摩擦头的底部依次设置有n组台阶，每组所述台阶的中心与所述搅拌摩擦头的中心共线，每组所述台阶的直径依次递减，n＞1。

在上述技术方案的基础上，该搅拌摩擦焊接工具还可以做如下的改进。

进一步，所述搅拌摩擦头的底部为初始轴肩，第n-1组所述台阶为第n组所述台阶的轴肩，第n组所述台阶为第n-1组所述台阶的搅拌针。

进一步，每组所述台阶之间为圆角过渡连接。

进一步，所述搅拌摩擦头的底部依次设置有第一台阶与第二台阶。

进一步，所述第一台阶的高度为6毫米，所述第二台阶的高度为2毫米。

进一步，所述搅拌摩擦头的底部直径为16毫米，所述第一台阶的直径为8毫米，所述第二台阶的直径为4毫米。

进一步，所述第一台阶与所述第二台阶的母线与竖直方向的夹角为0°～30°。

进一步，所述搅拌摩擦头的顶部设置有加持柄。

进一步，所述加持柄、搅拌摩擦头以及n组所述台阶为整体成型结构。

进一步，所述加持柄、搅拌摩擦头以及n组所述台阶的材质均为模具钢。

与现有技术相比，本实用新型提供的搅拌摩擦焊接工具具有的有益效果是：

1、本实用新型的搅拌摩擦头呈组合阶梯状结构，通过扎入被焊工件深度的不同实现同一产品不同焊缝深度的要求，采用一支搅拌摩擦头就可以代替现有技术中的多支搅拌摩擦头使用，从而节省了更换搅拌摩擦头的时间，提高了生产效率。同时，如果在焊接过程中，搅拌针磨损或者断裂，又可以通过简单磨制后继续使用，无需使整个搅拌摩擦头报废处理，减少了浪费。

2、本实用新型的搅拌摩擦头的每组台阶之间采用圆角过渡连接，既可以使台阶的转角处不产生脆弱面，又可减少应力集中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型焊接薄板的使用状态参考图；

图3是本实用新型焊接厚板的使用状态参考图。

图中：

1—加持柄；2—搅拌摩擦头；3—初始轴肩；4—第一台阶；5—第二台阶；6—薄板；7—厚板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1：

一种搅拌摩擦焊接工具，如图1所示，包括加持柄1与搅拌摩擦头2。其中，加持柄1设置于搅拌摩擦头2的顶部，用于使搅拌摩擦头2与搅拌摩擦焊设备的刀柄部位相连接。在搅拌摩擦头2的底部依次设置有两组台阶，这两组台阶的中心均与搅拌摩擦头2的中心共线。

如图1所示，搅拌摩擦头2的底部为初始轴肩3，该初始轴肩3的直径优选16毫米。第一台阶4的直径优选8毫米，第一台阶4的高度优选6毫米。第二台阶5的直径优选4毫米，第二台阶5的高度优选2毫米。这样的设计使第一台阶4与第二台阶5之间形成一组搅拌摩擦焊接工具，其中，第一台阶4为轴肩，第二台阶5为搅拌针。同时，初始轴肩3与第一台阶4之间也形成一组搅拌摩擦焊接工具，其中，初始轴肩3为轴肩，第一台阶4与第二台阶5均为搅拌针。

如图2所示，当采用本实用新型的搅拌摩擦头2焊接2毫米的薄板时，搅拌摩擦头2旋转并缓慢插入被焊工件直至第一台阶4的底部与被焊工件的表面摩擦，此时，第二台阶5的侧壁与被焊工件摩擦生热，搅拌摩擦头2保持高度不变并按照一定的速度前进，直至整条焊缝焊接完成后，搅拌摩擦头2停止前进并缓慢抬起，直至离开被焊工件的表面，停止旋转，完成整个搅拌摩擦焊接工作。

如图3所示，当采用本实用新型的搅拌摩擦头2焊接8毫米的厚板时，搅拌摩擦头2旋转并缓慢插入被焊工件直至初始轴肩3的底部与被焊工件的表面摩擦，此时，第一台阶4与第二台阶5的侧壁均与被焊工件摩擦生热，搅拌摩擦头2保持高度不变并按照一定的速度前进，直至整条焊缝焊接完成后，搅拌摩擦头2停止前进并缓慢抬起，直至离开被焊工件的表面，停止旋转，完成整个搅拌摩擦焊接工作。

本实用新型的搅拌摩擦头2能够焊接同一产品焊缝深度分别为2毫米和8毫米的工件，而无需分别使用2毫米型号和8毫米型号的搅拌摩擦焊接工具，从而节省了更换搅拌摩擦头的时间，提高了生产效率。同时，在搅拌摩擦头使用一定时间后如果搅拌针磨损或者断裂，还可以通过简单的磨制，使6毫米厚的第一台阶4直径减小和/或高度减小进而继续使用，无需使整个搅拌摩擦头2报废处理，减少了材料的浪费。

本实用新型也可以根据实际工艺需要设置更多的组合台阶，例如三组、四组、五组等，以满足更多种类的焊缝深度的焊接要求，并且各组台阶的高度与直径可以不相等，均根据实际工艺需要设置即可。

实施例2：

作为优选的，为更好地实现本实用新型，在上述实施例的基础上进一步优化，特别采用下述设置结构：

如图1所示，初始轴肩3与第一台阶4之间、第一台阶4与第二台阶5的连接处均为圆角过渡连接。圆角过渡连接既不会使台阶转角处产生脆弱面，同时又能减少台阶转角处的应力集中，以保证各台阶之间的连接强度，从而保证搅拌摩擦头使用的安全性以及使用寿命的长久。

实施例3：

作为优选的，为更好地实现本实用新型，在上述实施例的基础上进一步优化，特别采用下述设置结构：

如图1所示，第一台阶4与第二台阶5的母线与竖直方向的夹角为0°～30°，优选15°。第一台阶4与第二台阶5的母线与竖直方向具有夹角，能够使搅拌摩擦头2的搅拌针快速的扎入被焊工件中，减小了搅拌针扎入的困难程度，从而提高了搅拌针使用的耐久性。

实施例4：

作为优选的，为更好地实现本实用新型，在上述实施例的基础上进一步优化，特别采用下述设置结构：

如图1所示，上述的加持柄1、搅拌摩擦头2、第一台阶4以及第二台阶5为整体加工成型的结构，以保证搅拌摩擦头2结构的强度与稳定性。加持柄1、搅拌摩擦头2、第一台阶4以及第二台阶5的材质均为模具钢。也可以根据搅拌摩擦焊接工具的不同用途，进行相应的表面涂层处理，以延长搅拌摩擦焊接工具的使用寿命，进一步增强搅拌摩擦焊接工具的耐磨性以及耐高温性能。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。