本发明涉及焊接设备技术领域，尤其是一种电弧-摩擦焊复合焊接焊炬及其焊接方法。
背景技术：
目前，随着科学技术的不断发展，各式各样的焊接技术与方法被人们广泛的应用，但不管任何焊接方法都会存在一定的焊接质量问题。搅拌摩擦焊fsw(frictionstirwelding)是一种理想的固相焊接技术，已广泛应用于航天、航空、汽车、造船等诸多制造领域中的铝合金、镁合金等轻质合金的焊接。焊接过程产生的热量主要是来源搅拌头和工件的摩擦生热，使被焊工件焊缝达到超塑性状态，在搅拌针的作用下完成工件的连接，但焊接过程中需要相对较大的压紧力和移动焊接工具向前运动的力，设备一般很笨重和复杂；焊接过程中，通过提高搅拌头的旋转速度和增加轴肩下压量来焊接熔点高、厚度大的材料时，往往会带来设备的巨大振动、噪声、厚大的飞边及工件装配难度的提升，而且焊接速度往往较低。
技术实现要素：
本技术：
人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种电弧-摩擦焊复合焊接焊炬及其焊接方法，从而提高工作效率，使用灵活。
本发明所采用的技术方案如下：
一种电弧-摩擦焊复合焊接焊炬，包括搅拌头，所述搅拌头的底部中间位置延伸有搅拌针，搅拌针伸入至工件内部；所述搅拌头的外圈通过绝缘陶瓷包裹有电极，所述电极接通具有波形信号的电流后能够与工件之间产生电弧，所述电极的顶部外圈连接陶瓷喷嘴。
其进一步技术方案在于：
所述搅拌针的外圈设置有螺纹。
电极和绝缘陶瓷经加工连接成一个部分。
一种电弧-摩擦焊复合焊接焊炬的焊接方法，包括如下操作步骤：
第一步：通过机械运动，将电极输送至距离工件表面上方；
第二步：电极接通具有波形信号的电流，使电极与工件之间产生电弧，同时从陶瓷喷嘴内预先输送保护气体；
第三步：带有螺纹的搅拌针逐渐接触并慢慢进入金属内部深度处，沿焊接方向向前进给并形成焊缝，通过控制焊接电流和焊接速度来控制热输入量以达到合理的焊接温度。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，将按照一定材料和尺寸要求加工的电极放置在搅拌针的外围，电极内部安装带有微小轴肩的搅拌针，焊接过程中，电极产生电弧，通过焊接电流和焊接速度控制电弧的热输入，加之搅拌头合理的转速，能够获得高质量的焊缝。
两种热源的复合采用同轴复合，该复合方式提高了辅助热源与fsw的耦合程度，热输入的控制更加方便，能够有效的保证焊接过程稳定进行，同时能够采用这种方法焊接的材料也会更加广泛。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1、陶瓷喷嘴；2、搅拌头；3、绝缘陶瓷；4、电极；5、搅拌针；6、电弧；7、工件。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施例的电弧-摩擦焊复合焊接焊炬，包括搅拌头2，搅拌头2的底部中间位置延伸有搅拌针5，搅拌针5伸入至工件7内部；搅拌头2的外圈通过绝缘陶瓷3包裹有电极4，电极4接通具有波形信号的电流后能够与工件7之间产生电弧6，电极4的顶部外圈连接陶瓷喷嘴1。
搅拌针5的外圈设置有螺纹。
电极4和绝缘陶瓷3经加工连接成一个部分。
本实施例的电弧-摩擦焊复合焊接焊炬的焊接方法，包括如下操作步骤：
第一步：通过机械运动，将电极4输送至距离工件7表面上方；
第二步：电极4接通具有波形信号的电流，使电极4与工件7之间产生电弧6，同时从陶瓷喷嘴1内预先输送保护气体；
第三步：带有螺纹的搅拌针5逐渐接触并慢慢进入金属内部深度处，沿焊接方向向前进给并形成焊缝，通过控制焊接电流和焊接速度来控制热输入量以达到合理的焊接温度。
本发明所述的电极4能够产生电弧6，作为辅助热源用来加热被焊工件7焊缝区；绝缘陶瓷3能够阻隔电极4与搅拌头2之间的放电，防止烧损搅拌头2和损坏设备。
本发明所述的搅拌头2的轴肩主要是用来平整焊缝，辅助增加热量，所以面积占比略小于正常尺寸的轴肩。
实施方式如图1所示，电极4和绝缘陶瓷3经加工连接成一个部分，通过机械运动，将电极4送至距离工件7表面上方某一距离处，接通具有一定波形的电流，使电极4与工件7之间产生电弧6，同时从陶瓷喷嘴1内预先输送保护气体，防止电极4和焊缝氧化，此过程传递了焊接过程中所需要的大部分的热输入；然后，旋转的搅拌头2从电极4内部送出，带有螺纹的搅拌针5逐渐接触并慢慢进入金属内部深度某距离处，沿焊接方向向前进给并形成焊缝，通过控制焊接电流和焊接速度来控制热输入量以达到合理的焊接温度。此刻，搅拌针5主要是使两母材焊缝区金属充分混合搅拌，细化晶粒，达到或超过母材的理化性能。
本发明能够有效保证焊接过程平稳进行，在低振动、小噪音的环境中焊接出小飞边、高质量的焊缝，满足国民科研、生产、生活需要。
本发明可用于焊接的材料较为广泛，既可以焊接同种材料，也可应用于导热系数差别较大异种材料的连接。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。