专利名称：厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种搅拌摩擦点焊搅拌工具，特别涉及一种厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具。
背景技术：
现有的普通搅拌摩擦点焊搅拌工具焊接厚度小(焊接厚度一般在4_以下)，而在工程应用中一些铝合金、铜合金等的板材厚度往往大于4mm，若采用现有的普通搅拌摩擦点焊搅拌工具进行焊接，容易造成未焊透、焊点不易成型，产品质量难以保证。采用现有的普通搅拌摩擦点焊搅拌工具对厚板类(板材厚度> 4mm)金属板材进行焊接，焊接成型后搅拌工具、焊点表面及附件温度较高，搅拌工具与被焊接板材之间，因板材过厚、搅拌工具处理能力和焊接处理不当，易使焊接板材变形或焊点出现环沟槽、回填不足、粘连等缺陷，从而导致产品报废。采用现有的搅拌工具是很难实现厚板类(板材厚度^ 4mm)招合金、铜合金等金属点焊焊接的。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具，可对厚板类金属板材进行金属点焊焊接。为了达到上述的目的，本实用新型提供一种厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具，包括压紧套、搅拌套和搅拌针；所述搅拌针的一端插入所述搅拌套内，与所述搅拌套活动连接，所述搅拌针可相对所述搅拌套作旋转和升降运动；所述搅拌套的一端插入所述压紧套内，与所述压紧套活动连接，所述搅拌套可相对所述压紧套作旋转和升降运动；所述搅拌针下压被加工试件，同时，所述搅拌套向上升起，在所述压紧套与所述所述搅拌针之间以及所述搅拌套与被加工试件之间形成搅拌材料排放空间，所述搅拌材料排放空间的体积等于被搅拌针排挤出的被加工试件材料的体积。上述厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具，其中，所述搅拌套的内径等于所述搅拌针的直径，所述压紧套的内径等于所述搅拌套的外径，所述搅拌材料排放空间为封闭的空间。上述厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具，其中，所述搅拌针的直径为6mm 9mm。上述厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具，其中，所述搅拌针插入搅拌套的一端的端面面积与所述搅拌套插入压紧套的一端的端面面积之比为0.5 1.5。本实用新型的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具通过搅拌针与搅拌套之间和搅拌套与压紧套之间两种配合关系，以及搅拌针、搅拌套上下相对运动的体积比，完成厚铝合金、铜合金等板材金属点焊焊接，最大焊接板厚可达Ilmm ；本实用新型的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具具有在原位上下移动的功能，同时又保证了塑性 搅拌材料被拘束在封闭的空间内不溢出；本实用新型的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具中各部件可以通过相对轴向运动，提供足够空间使塑性搅拌材料转移流动，并充分搅拌、挤压塑性搅拌材料，从而形成牢固的固相连接接头；且本实用新型的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具整体端面可以向工件施加顶锻力以及搅拌针和搅拌套的高速旋转，有助于焊点晶粒的细化,从而极大地提高焊点质量。
本实用新型的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具由以下的实施例及附图给出。图1是本实用新型实施例的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具的结构示意图。图2是本实用新型实施例中压紧套的结构示意图。图3是本实用新型实施例中搅拌套的结构示意图。图4是本实用新型实施例中搅拌针的结构示意图。图5是本实用新型实施例的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具的工作示意图。
具体实施方式
以下将结合图1 图5对本实用新型的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具作进一步的详细描述。参见图1，本实施例的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具包括压紧套1、搅拌套2和搅拌针3;所述搅拌针3的一端插入所述搅拌套2内，与所述搅拌套2活动连接，所述搅拌针3可相对所述搅拌套2作旋转和升降运动；所述搅拌套2 的一端插入所述压紧套I内，与所述压紧套I活动连接，所述搅拌套2可相对所述压紧套I作旋转和升降运动。参见图2，所述压紧套I为中空的阶梯直径圆柱体结构。参见图3，所述搅拌套2为中空的阶梯直径圆柱体结构。参见图4，所述搅拌针3为阶梯直径圆柱体结构，包括包括依次连接的前部31、中部32和尾部33，所述前部31和中部32插入所述搅拌套2内，可在所述搅拌套2内作旋转和升降运动；所述前部31的一端的外表面刻有多条环形斜面，呈松塔状，所述中部32的直径等于所述前部31的直径。为适应厚板类金属板材点焊焊接，所述搅拌针3采用大直径结构，所述搅拌针3的前部31的直径D为6mm 9mm。所述搅拌套2的内径等于所述搅拌针3前部31的直径，所述压紧套I的内径等于所述搅拌套2的外径。参见图5，工作时，所述压紧套I压紧在被加工试件(厚板类金属板材)上，所述搅拌针3下压被加工试件，在所述搅拌针3下压被加工试件的同时，所述搅拌套2向上升起，在所述压紧套I与所述所述搅拌针3之间以及所述搅拌套2与被加工试件之间形成封闭的搅拌材料排放空间，所述搅拌针3下压过程中排挤出的塑性状态的搅拌材料(即被加工试件的材料)被挤压到该封闭的搅拌材料排放空间内。本实施例对所述搅拌针3的直径(主要指其前部31的直径)、所述搅拌套2的内径与外径之差进行设计，使所述搅拌材料排放空间的体积B等于被搅拌针3排挤出的搅拌材料的体积A。本实施例的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具具有上下移动的功能，同时又保证了塑性搅拌材料被拘束在封闭的空间内不溢出。本实施例的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具中各部件可以通过相对轴向运动，提供足够空间使塑性搅拌材料转移流动，并充分搅拌、挤压塑性搅拌材料，从而形成牢固的固相连接接头。且本实施例的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具的压紧套工作端面11可以向工件施加顶锻力以及搅拌针和搅拌套的高速旋转，有助于焊点晶粒的细化,从而极大地提高焊点质量。所述搅拌针3的工作端面(搅拌针插入搅拌套的一端的端面)面积与所述搅拌套2的工作端面(搅拌套插入压紧套的一端的端面)面积之比为0.5 1.5。例如，所述搅拌针3前部31的直径为7.8mm，工作区域(搅拌针下压的深度)为8mm，所述搅拌套2的外径为11mm，工作区域(搅拌套相对压紧套上升的高度)为8.1mm，两者工作端面面积比为1.01，根据搅拌工作过程和设备的行程，该实施例的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具最大焊接板厚可达1 1_。
权利要求1.一种厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具，其特征在于，包括压紧套、搅拌套和搅拌针； 所述搅拌针的一端插入所述搅拌套内，与所述搅拌套活动连接，所述搅拌针可相对所述搅拌套作旋转和升降运动； 所述搅拌套的一端插入所述压紧套内，与所述压紧套活动连接，所述搅拌套可相对所述压紧套作旋转和升降运动； 所述搅拌针下压被加工试件，同时，所述搅拌套向上升起，在所述压紧套与所述所述搅拌针之间以及所述搅拌套与被加工试件之间形成搅拌材料排放空间，所述搅拌材料排放空间的体积等于被搅拌针排挤出的被加工试件材料的体积。
2.如权利要求1所述的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具，其特征在于，所述搅拌套的内径等于所述搅拌针的直径，所述压紧套的内径等于所述搅拌套的外径，所述搅拌材料排放空间为封闭的空间。
3.如权利要求1所 述的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具，其特征在于，所述搅拌针的直径为6_ 9mm。
4.如权利要求1或3所 述的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具，其特征在于，所述搅拌针插入搅拌套的一端的端面面积与所述搅拌套插入压紧套的一端的端面面积之比为0.5 `1.5。
专利摘要本实用新型的厚板类搅拌摩擦点焊搅拌工具包括压紧套、搅拌套和搅拌针；所述搅拌针的一端插入所述搅拌套内，与所述搅拌套活动连接，所述搅拌针可相对所述搅拌套作旋转和升降运动；所述搅拌套的一端插入所述压紧套内，与所述压紧套活动连接，所述搅拌套可相对所述压紧套作旋转和升降运动；所述搅拌针下压被加工试件，同时，所述搅拌套向上升起，在所述压紧套与所述所述搅拌针之间以及所述搅拌套与被加工试件之间形成搅拌材料排放空间，所述搅拌材料排放空间的体积等于被搅拌针排挤出的被加工试件材料的体积。
文档编号B23K20/12GK203091965SQ20122058129
公开日2013年7月31日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者王联凤, 朱小刚, 乔凤斌, 郭立杰 申请人:上海航天设备制造总厂