一种搅拌摩擦焊用分体式搅拌工具的制作方法

本发明涉及搅拌摩擦焊领域，特别涉及一种搅拌摩擦焊用分体式搅拌工具。

背景技术：

目前，搅拌针的设计主要集中于一体式设计上。即，搅拌工具采用一根棒料，在其上加工出夹持端、轴肩和搅拌针等特征。这种搅拌工具的设计方式，具有机加工方便、搅拌针根部受力较好等优点，但存在搅拌针折断后材料整体报废和对于同一搅拌工具，搅拌针与轴肩只能采用一种尺寸配合、整体采用优质材料价格昂贵等缺点。

为了克服一体式搅拌工具的诸多缺陷，国内外设计了不同形式的分体式搅拌工具。当前的分体式设计一般采用两体式设计搅拌工具，即，搅拌工具由两部分构成，一部分为搅拌针，另一部分为轴肩+夹持端。通常，搅拌针通过紧固螺钉固定于轴肩+夹持端孔洞内。这种结构克服了一体式搅拌针存在的上述问题，但却存在搅拌针折断后剩余部分不易拆卸、搅拌针与轴肩接触位置应力集中程度大等问题。

技术实现要素：

本发明解决的问题是现有分体式搅拌工具在搅拌针折断后剩余部分不易拆卸和搅拌针与轴肩接触位置应力集中程度大的问题。为解决所述问题，本发明提供一种分体式搅拌工具。

本发明所提供的分体式搅拌工具，其特征在于由三部分构成：一、夹持体，用于与设备机头和搅拌工具轴肩连接；二、轴肩，与夹持体连接并压紧搅拌针，提供锻压和拘束材料作用；三、搅拌针，用于对焊缝材料的搅拌转移和提供部分热输入。通过本发明研制了一种新型便捷可靠的分体式搅拌工具。

进一步，所述的夹持体，其特征在于，由能与设备机头连接的被夹持端，和与轴肩连接的具有外螺纹特征的螺纹端构成；特别地，凡能与轴肩部分可靠连接的其他结构，也在本专利的权利要求以内。夹持体与搅拌针连接部分采用方孔结构，防止搅拌针转动。

进一步，所述的轴肩，该轴肩为一体式结构，具有能与夹持体可靠连接和压紧搅拌针并与搅拌针相配合的曲面特征。

进一步，所述的搅拌针，其特征在于，搅拌针由与夹持体装配的方形结构和带有小轴肩的针尖部分构成。小轴肩为搅拌针根部提供了圆滑过渡，能够避免搅拌针直接与轴肩孔壁接触造成的应力集中现象。

本发明的优点包括：采用三体式结构设计分体式搅拌工具，采用小轴肩实现轴肩与搅拌针根部的圆滑过渡，降低了搅拌针根部的应力集中程度；搅拌针折断后，通过旋拧轴肩，能够便捷地拆卸搅拌针。该发明与现有一体式搅拌工具相比，1）搅拌针折断后仅需对针进行更换，降低成本；2）采用高强度材料制备搅拌针，在成本增加很少的情况下，提升搅拌工具性能。与现有分体式搅拌工具相比，1）搅拌针根部应力集中程度低，在一定程度上降低了搅拌针的折断风险；2）搅拌针折断后，能够方便地拆卸并更换搅拌针。

附图说明

图1为本发明所提供的分体式搅拌工具装配图；

图2为本发明所提供的分体式搅拌工具装配流程图；

图3是本发明搅拌摩擦焊用分体式搅拌工具中夹持体的示意图；

图4是本发明搅拌摩擦焊用分体式搅拌工具中轴肩的示意图；

图5是本发明中搅拌针的示意图，特别地，图示了小轴肩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

结合图1～图5，本发明优选实施例提供了一种分体式搅拌工具，其装配和焊接包括如下步骤：

步骤一、 搅拌针3安装于夹持体1方孔内。搅拌针3与夹持体1采用公差配合，防止搅拌针3沿周向转动；搅拌针3被夹持端的长度应大于夹持体1方孔深度，避免搅拌针3产生轴向位移；

步骤二、轴肩2装配至夹持体1上。本发明中轴肩2与夹持体1采用螺纹连接，轴肩2螺纹长度小于夹持体1螺纹长度，避免与设备产生干涉。同时轴肩2的直径约为搅拌针3根部直径的三倍；特别地，凡能够使夹持体1与轴肩2可靠连接的其他结构，也在本专利的权利要求以内。

步骤三、夹持体1安装于设备夹持部位。将组装好的分体搅拌工具与设备夹持部位对中并插入，采用紧固螺钉固定夹持体1。

步骤四、正式焊接。与一体式搅拌摩擦焊过程类似，在设定好参数后进行正式搅拌摩擦焊。

如上所述，本发明实施例通过采用轴肩与夹持体压紧搅拌针的设计和小轴肩的设计，一方面能够降低搅拌针根部的应力集中程度，降低搅拌针的折断风险，另一方面能够在搅拌针折断后便捷地拆卸和更换搅拌针，同时，其焊接过程与一体式搅拌工具相同，是一种新型便捷可靠的分体式搅拌工具。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。