[发明专利]上、下轴肩直径不等的自持式搅拌摩擦焊方法及其搅拌头

权利要求书

1.一种上、下轴肩直径不等的自持式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、搅拌头尺寸确定：根据第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)的厚度确定上轴肩直径(φ1)、下轴肩直径(φ2)及搅拌针直径(φ3)：上轴肩直径(φ1)为被焊工件厚度(t)的2.5～3倍，下轴肩直径(φ2)为被焊工件厚度(t)的2～2.5倍，搅拌针直径(φ3)为被焊工件厚度(t)的1.25～2倍；

步骤二、确定搅拌针的使用长度：通过调整下轴肩(3)及螺母(4)使上轴肩(1)的下端面与下轴肩(3)的上端面之间的距离(T)比工件厚度(t)小0～0.6mm，该距离(T)即为搅拌针的使用长度；

步骤三、固定第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)：将第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)用夹具固定在工作台上；

步骤四、搅拌头定位：将搅拌头移至工件外侧进行定位，使上轴肩(1)下端面与第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)的上端面重合，或上轴肩(1)下端面低于第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)的上端面0.01～0.3mm，搅拌针(2)的轴心线位于第一被焊工件(5)与第二被焊工件(6)的对接面处；

步骤五、对第一被焊工件(5)与第二被焊工件(6)进行搅拌摩擦焊接：搅拌头的转速为200转/分钟～3000转/分钟，焊接速度为20毫米/分钟～1000毫米/分钟，且沿第一被焊工件(5)与第二被焊工件(6)的对接面长度方向行走，直至焊接完成。

2.根据权利要求1所述上、下轴肩直径不等的自持式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：步骤一中上轴肩直径(φ1)为被焊工件厚度(t)的3倍，下轴肩直径(φ2)为被焊工件厚度(t)的2倍，搅拌针直径(φ3)为被焊工件厚度(t)的1.5倍。

3.根据权利要求1所述上、下轴肩直径不等的自持式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：步骤二中上轴肩(1)的下端面与下轴肩(3)的上端面之间的距离(T)比工件厚度(t)小0.3mm。

4.根据权利要求1所述上、下轴肩直径不等的自持式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：步骤四中上轴肩(1)下端面低于第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)的上端面0.15mm。

5.根据权利要求1所述上、下轴肩直径不等的自持式搅拌摩擦焊方法，其特征在于：步骤五中搅拌头的转速为800转/分钟，焊接速度为100毫米/分钟。

6.一种实现权利要求1所述上、下轴肩直径不等的自持式搅拌摩擦焊方法的搅拌头，所述搅拌头由上轴肩(1)、搅拌针(2)、下轴肩(3)和螺母(4)组成，搅拌针(2)垂直于上轴肩(1)的下端面设置，且搅拌针(2)与上轴肩(1)制成一体，搅拌针(2)的外表面设有外螺纹，下轴肩(3)与搅拌针(2)螺纹连接，螺母(4)设置在下轴肩(3)的下面，且螺母(4)与搅拌针(2)螺纹连接，其特征在于：所述下轴肩(3)的直径小于所述上轴肩(1)的直径。