一种搅拌摩擦焊用双轴肩的搅拌头的制作方法

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一种搅拌摩擦焊用双轴肩的搅拌头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及搅拌摩擦焊接技术,是一种搅拌摩擦焊用搅拌头。
【背景技术】
[0002]搅拌摩擦焊用搅拌头是搅拌摩擦焊的重要焊接元件,目前搅拌摩擦焊接多采用单肩搅拌头,存在焊接接头根部“焊不透”缺陷及焊接中空构件(无背部支撑焊接)困难等问题,为此发展了双轴肩搅拌头及其焊接技术,但双轴肩搅拌头结构复杂造价较高,其搅拌针一旦损坏则整个搅拌头报废,专利申请201410691524.X提出一种可更换搅拌针的双轴肩搅拌摩擦焊用搅拌头,可较方便更换不同板厚的搅拌针,但搅拌针选定后,其双轴肩间距在焊接过程中不能调节改变,而实际焊接生产中,乳制或挤压的焊接母材及构件在焊接方向的接头厚度存在偏差,其焊接装卡也存在误差,使采用双轴肩固定的搅拌头在焊接中的摩擦力发生变化,致使热输入不均匀,从而导致整条接头的力学性能不一致,且为保证热输入,往往将双轴肩间距调整偏小,从而出现接头过热(使接头晶粒增大,强度降低)、搅拌头寿命降低或损坏及焊接设备载荷增大等问题。

【发明内容】

[0003]为解决上述双轴肩搅拌头存在的问题,本发明提供一种搅拌摩擦焊用双轴肩的搅拌头,可在焊前调节轴肩对接头表面压力,在线自适应焊接接头厚度变化使热输入均匀稳定,从而改善接头组织形态和力学性能。
[0004]本发明的技术方案是:一种搅拌摩擦焊用双轴肩的搅拌头的特征是搅拌头由上轴肩、搅拌针体、下轴肩、压簧、压簧托盘构成,其中:
[0005]I)搅拌针体由轴柄连接搅拌针,搅拌针再连接花键,花键再连接下螺杆形成同轴一体构件;
[0006]2)在上轴肩轴心沿轴向制有同轴的轴柄孔,轴柄孔与搅拌针体的轴柄紧密连接;
[0007]3)在下轴肩轴心沿轴向制有同轴的花键通孔并与搅拌针体的花键配合连接,下轴肩外圆加工有可定位压簧的凸台;
[0008]4)在压簧托盘轴心沿轴向制有同轴的通孔,与搅拌针体的下螺杆连接;
[0009]5)在下轴肩与压簧托盘之间安装压簧。
[0010]所述的搅拌针体的轴柄为带有自锁锥度的圆柄。
[0011]所述的搅拌针体的轴柄是由连接螺杆连接定位台阶构成。
[0012]所述的上轴肩的轴柄孔是带有自锁锥度的与搅拌针体的轴柄紧密插接的圆孔。
[0013]所述的上轴肩的轴柄孔为内螺纹孔,与搅拌针体的连接螺杆螺纹连接,并由定位台阶将二者定位。
[0014]所述的定位台阶与上轴肩的接触面为圆锥面或圆柱面。
[0015]所述的花键为齿形花键,其齿数为I?10。
[0016]所述的花键为六面体形花键或为四面体形花键。
[0017]所述的在压簧托盘轴心沿轴向制有同轴的通孔是螺纹通孔,与搅拌针体的下螺杆螺纹连接。
[0018]所述的压簧托盘轴心沿轴向制有同轴的通孔是光滑通孔,与搅拌针体的下螺杆滑动连接,并在压簧托盘下部安装与搅拌针体的下螺杆螺纹连接的调节螺母。
[0019]所述的调节螺母是带有锁紧机构的调节螺母。
[0020]所述的调节螺母是其调节螺母与锁紧螺母的组合。
[0021]所述的调节螺母与锁紧螺母的组合是在其调节螺母与锁紧螺母之间装配弹簧垫圈。
[0022]所述的制有螺纹通孔的压簧托盘是带有锁紧机构的压簧托盘。
[0023]所述的制有螺纹通孔的压簧托盘是其压簧托盘与调节螺母的组合。
[0024]所述的制有螺纹通孔的压簧托盘与调节螺母的组合是在其压簧托盘与调节螺母之间装配弹簧垫圈。
[0025]所述的压簧为螺旋压簧或碟簧。
[0026]本发明使用时,将本发明的上轴肩直接或通过连接套安装于搅拌摩擦焊机上,然后可先在导焊板(或导焊机构)上调整搅拌头的压簧托盘或调节螺母,使上、下轴肩对焊接接头表面的压力达到所需要求,再将导焊板(或导焊机构)与焊接母材对接后开机对焊接母材进行焊接。
[0027]本发明的有益效果:
[0028]I)可在焊前方便调节轴肩对母材表面的压力,在焊接中对母材厚度变化适应性强,可保持较均匀的摩擦压力使热输入均匀稳定,从而改善接头组织形态、提高接头力学性會K;
[0029]2)可完全消除未焊透或根部缺陷等问题,既适用于厚板焊接,也适用于薄板焊接,尤其适用于中空构件焊接;
[0030]3)本发明结构较为简单,焊接中遇障碍不易损坏,搅拌针体拆装方便,容易更换。
【附图说明】
[0031]图1为本发明的一种结构示意图,其中:I为上轴肩,11为上轴肩摩擦面;2为搅拌针体,包括21为连接螺杆,22为定位台阶,23为搅拌针,24为花键,25为下螺杆;3为弹簧垫圈;4为锁紧螺母;5为调节螺母;6为压簧托盘;7为压簧;8为下轴肩,81为下轴肩摩擦面;9为焊接母材。
[0032]图2为本发明所述搅拌针体的一种齿形花键与下轴肩连接示意图(图1的A剖面图),其中:24为花键,8为下轴肩。
[0033]图3为本发明所述搅拌针体的一种六面体形花键与下轴肩连接示意图(图1的A剖面图),其中:24为花键,8为下轴肩。
[0034]图4为本发明所述搅拌针体的一种四面体形花键与下轴肩连接示意图(图1的A剖面图),其中:24为花键,8为下轴肩。
[0035]图5为本发明所述制有螺纹通孔的一种压簧托盘示意图,其中:6为压簧托盘。【具体实施方式】
[0036]以下结合附图对本发明的一种实施例进行说明。
[0037]本发明可选用高强耐热合金材料分别加工上轴肩1、下轴肩8、搅拌针体2及压簧7,对所用材料按加工工序进行加工热处理和强化热处理及表面强化处理;试验用焊接母材9选用6mm厚6005A-T6(GB/T 6892)铝合金板材和型材。
[0038]本发明主要由上轴肩1、搅拌针体2、下轴肩8、压簧7、压簧托盘6构成。
[0039]搅拌针体2由轴柄连接搅拌针23,搅拌针23再连接花键24,花键24再连接下螺杆25形成同轴一体构件;搅拌针体2的轴柄可为带有自锁锥度的圆柄,也可由连接螺杆21连接定位台阶22构成。
[0040]在上轴肩I的轴
再多了解一些
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