一种偏心组合式搅拌头的制作方法
【专利摘要】一种偏心组合式搅拌头，包括轴肩、搅拌针，在轴肩的内型面开有盲孔，搅拌针安装在盲孔内，轴肩上开有与盲孔相通的内孔，内孔内设有螺钉，轴肩中心线以及盲孔的中心线均与搅拌摩擦焊设备的主轴的中心偏移一定的距离。本发明提供的偏心组合式搅拌头，由于轴肩与搅拌针均与主轴中心偏移，搅拌头旋转搅拌时，搅拌针上的螺纹促进焊缝金属的在厚度方向上的流动，偏心的轴肩和搅拌针在运动时，促进了焊缝金属在水平面上的迁移，从而促进焊缝金属的整体流动。本发明简单实用、实施方便，特别适用于厚板铝合金搅拌摩擦焊。
【专利说明】一种偏心组合式搅拌头
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于的搅拌摩擦焊的搅拌头，具体涉及一种具有偏心结构的组合式搅拌头，特别适用于厚板铝合金搅拌摩擦焊。
【背景技术】
[0002]搅拌摩擦焊是一种绿色的固相连接技术，与传统的熔焊相比，具有焊接变形小，无污染，且焊缝不会出现裂纹、咬边等熔焊常见的缺陷，广泛地应用于航天、航空、船舶、电子等行业。然而，在进行厚板铝合金搅拌摩擦焊时，焊缝金属流动性较差，尤其是焊缝底部的金属流动性最差，影响了焊接质量。
[0003]为了进一步促进焊缝金属的流动，需要设计一种偏心式搅拌头，并要求耐冲击、耐疲劳，此外，该搅拌头需有效的搅拌焊缝金属，促进焊缝金属的充分流动，从而获得焊缝质量优良的接头。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的就是要提供一种可提高搅拌摩擦焊焊缝金属的流动性，焊接效果好的偏心组合式搅拌头。
[0005]本发明的目的是这样实现的:一种偏心组合式搅拌头，包括轴肩、搅拌针，在轴肩的内型面开有盲孔，搅拌针安装在盲孔内，轴肩上开有与盲孔相通的内孔，内孔内设有螺钉，轴肩中心线以及盲孔的中心线均与搅拌摩擦焊设备的主轴的中心偏移一定的距离。
[0006]轴肩的工作柱面的中心偏移搅拌摩擦焊设备的主轴的中心0.2mm~0.3mm。
[0007]盲孔的中心偏移搅拌摩擦焊设备的主轴的中心线0.2mm~0.3mm。
[0008]轴肩选用H13热作模具钢制作。
[0009]搅拌针选用钨铼合金材料制作。
[0010]轴肩的边缘倒圆，轴肩内型面有一内倾角。
[0011]所述的内倾角为11度。
[0012]本发明提供的偏心组合式搅拌头，由于轴肩与搅拌针均与主轴中心偏移，搅拌头旋转搅拌时，搅拌针上的螺纹促进焊缝金属的在厚度方向上的流动，偏心的轴肩和搅拌针在运动时，促进了焊缝金属在水平面上的迁移，从而促进焊缝金属的整体流动。本发明简单实用、实施方便，特别适用于厚板铝合金搅拌摩擦焊。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0014]图1为本发明实施例装配图。
[0015]图2为本发明实施例轴肩结构示意图。
[0016]图3为本发明实施例搅拌针结构示意图。【具体实施方式】
[0017]本发明的结构如图1 一 3所示，一种偏心组合式搅拌头，包括轴肩1、搅拌针3，在轴肩1的内型面开有盲孔4，搅拌针3安装在盲孔4内，轴肩1上开有与盲孔4相通的内孔5，内孔5内设有螺钉3，轴肩中心线1以及盲孔4的中心线均与搅拌摩擦焊设备的主轴的中心偏移一定的距离。轴肩1的工作柱面的中心偏移搅拌摩擦焊设备的主轴的中心0.2mm~
0.3mm。盲孔4的中心偏移搅拌摩擦焊设备的主轴的中心线0.2mm~0.3mm。
[0018]本发明的轴肩1采用H13热作模具钢制作，搅拌针采用钨铼合金制作。从图2为
轴肩的结构示意图中可出看，其左侧圆柱形外径D1为040:=1?，轴肩右侧的工作圆柱
的中心偏移主轴的中心大小为0.2mm,即轴肩1的外径D2为Φ34πιπι，D2是L1与L2之和，其中L1为17.2mm, L2为16.8mm，其边缘倒圆R1，轴肩内型面倾斜11度，在内型工作面加工一盲孔4,盲孔4内径D3为Φ 16.2mm,盲孔中心偏移主轴中心的L4大小为0.2mm,为了方便搅拌针3在轴肩1内孔5中的固定，在圆柱的一侧加工螺纹孔M5，为了方便搅拌针顺利的拆卸，在轴肩的左侧端面加工通孔D4为Φ12_。图3为搅拌针3的结构示意图，搅拌针的左侧为装配区域，其长度L5与轴肩盲孔的深度L3相同，均为30_，其外径d为Φ16_，为了方便搅拌针的固定，在其柱面上铣扁，铣扁长度L6为25mm;右侧为搅拌针的工作区，其表面加工有右旋螺纹，半锥角为10度。
[0019]本发明的工作过程如下:将搅拌针2装入轴肩1的盲孔4处，装配到位后用螺钉3进行紧固，然后将该搅拌头固定到搅拌摩擦焊设备的主轴上，并带紧。然后将搅拌摩擦焊设备的主轴向焊接方向倾斜2.5度，选用旋转速度为280rpm,焊接速度为60mm/min的焊接参数进行20mm厚5A06铝合金的焊接，搅拌针拆卸先松开螺钉，再利用Φ 10mm的钢棒顶出搅拌针。焊缝经X射线检测，未发现超标缺陷，满足熔焊QJ2698-95I级焊缝标准。焊缝的抗拉强度为340MPa，屈服强度为175MPa，延伸率为17%，焊缝经金相检测，焊缝组织优良。
[0020]本发明简单实用、实施方便，能有效的促进焊缝金属的流动，特别适用于厚板铝合金搅拌摩擦焊。
【权利要求】
1.一种偏心组合式搅拌头，包括轴肩(1)、搅拌针(3),其特征在于:在轴肩(1)的内型面开有盲孔(4)，搅拌针(3)安装在盲孔(4)内，轴肩(1)上开有与盲孔(4)相通的内孔(5)，内孔(5)内设有螺钉(2)，轴肩中心线(1)以及盲孔(4)的中心线均与搅拌摩擦焊设备的主轴的中心偏移一定的距离。
2.根据权利要求1所述的偏心组合式搅拌头，其特征在于:轴肩(1)的工作柱面的中心偏移搅拌摩擦焊设备的主轴的中心0.2mm~0.3_。
3.根据权利要求1所述的偏心组合式搅拌头，其特征在于:盲孔(4)的中心偏移搅拌摩擦焊设备的主轴的中心线0.2mm~0.3mm。
4.根据权利要求1或2所述的偏心组合式搅拌头，其特征在于:轴肩(1)选用H13热作模具钢制作。
5.根据权利要求1所述的偏心组合式搅拌头，其特征在于:搅拌针(3)选用钨铼合金材料制作。
6.根据权利要求1或2所述的偏心组合式搅拌头，其特征在于:轴肩(1)的边缘倒圆(R1)，轴肩(1)内型面有一内倾角。
7.根据权利要求6所述`的偏心组合式搅拌头，其特征在于:所述的内倾角为11度。
【文档编号】B23K20/12GK103658964SQ201210353921
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2012年9月21日
【发明者】李宝华, 唐众民, 鄢江武, 聂绪胜, 陈莹, 沈明明 申请人:湖北三江航天红阳机电有限公司