[发明专利]一种适用于薄板的随焊下压搅拌摩擦焊焊具及其焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种搅拌摩擦焊焊具及其焊接方法，具体涉及一种适用于薄板的随焊下压搅拌摩擦焊焊具及其焊接方法。

背景技术

搅拌摩擦焊是英国焊接研究所1991年开发的一种新型固相连接技术，与传统焊接方法相比，它具有焊接质量高、生产成本低和无环境污染等优点，得到了迅速发展和应用。但在焊接薄壁工件的过程中，由于被焊工件自身的变形抗力不足，在搅拌头周围易发生翘曲和褶皱变形，导致无法得到良好的焊缝成形，因此限制了搅拌摩擦焊在薄壁工件上的应用。

发明内容

本发明为解决常规搅拌摩擦焊在焊接薄壁工件时，由于被焊工件在搅拌头周围发生翘曲变形而无法实现焊接的问题，进而提出一种适用于薄板的随焊下压搅拌摩擦焊焊具及其焊接方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所涉及的焊具包括搅拌头，焊具还包括径向定位轴承、下压滑块和固定框架，径向定位轴承套装在搅拌头的外侧壁上，下压滑块通过螺栓固定安装在固定框架的下表面上，下压滑块和固定框架整体套装在搅拌头的外侧壁上，径向定位轴承位于搅拌头的外侧壁与固定框架的内侧壁之间，搅拌头的轴肩和搅拌针外露于下压滑块的下表面外。

本发明所述焊接方法的具体步骤如下：

步骤一、将第一被焊工件和第二被焊工件用夹具固定在工作台上，使第一被焊工件的焊接处和第二被焊工件的焊接处对接，且第一被焊工件与第二被焊工件处于同一水平面；

步骤二、启动搅拌头，搅拌头的转速为200rpm～2000rpm，焊具整体下轧至第一被焊工件和第二被焊工件的焊接起始位置，使下压滑块的下表面与第一被焊工件和第二被焊工件的上表面紧密接触，搅拌头的轴肩轧入第一被焊工件和第二被焊工件上表面的深度等同于下压滑块的下表面与搅拌头轴肩端面之间的距离；

步骤三、焊具整体以速度为10mm/min～1000mm/min沿第一被焊工件与第二被焊工件的对接面长度方向移动，直至焊接完成为止。

本发明的有益效果是：在焊接薄壁工件的过程中，下压滑块随焊压紧被焊工件，防止其由于自身变形抗力不足而在搅拌头周围发生翘曲及褶皱变形，从而实现搅拌摩擦焊对薄壁工件的焊接。本发明结构简单，制作成本低，便于维护和操作。

附图说明

图1是本发明焊具下扎过程示意图，图2是本发明焊具焊接时与被焊工件相对位置示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种适用于薄板的随焊下压搅拌摩擦焊焊具包括搅拌头1，本实施方式还包括径向定位轴承2、下压滑块3和固定框架4，径向定位轴承2套装在搅拌头1的外侧壁上，下压滑块3通过螺栓固定安装在固定框架4的下表面上，下压滑块3和固定框架4整体套装在搅拌头1的外侧壁上，径向定位轴承2位于搅拌头1的外侧壁与固定框架4的内侧壁之间，搅拌头1的轴肩和搅拌针外露于下压滑块3的下表面外。

本实施方式中的下滑快3和固定框架4整体与焊机连接。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种适用于薄板的随焊下压搅拌摩擦焊焊具的下压滑块3的下表面与搅拌头1轴肩端面之间的距离h为0.01mm～0.5mm。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种适用于薄板的随焊下压搅拌摩擦焊焊具的下压滑块3的下表面与搅拌头1轴肩端面之间的距离h为0.2mm。本实施方式可以保证搅拌头1对第一焊接工件5和第二焊接工件6进行有效的预热及焊接。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种利用具体实施方式一所述随焊下压搅拌摩擦焊焊具焊接薄板的焊接方法的具体步骤如下：

步骤一、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，使第一被焊工件5的焊接处和第二被焊工件6的焊接处对接，且第一被焊工件5与第二被焊工件6处于同一水平面；

步骤二、启动搅拌头1，搅拌头1的转速ω为200rpm～2000rpm，焊具整体下轧至第一被焊工件5和第二被焊工件6的焊接起始位置，使下压滑块3的下表面与第一被焊工件5和第二被焊工件6的上表面紧密接触，搅拌头1的轴肩轧入第一被焊工件5和第二被焊工件6上表面的深度等同于下压滑块3的下表面与搅拌头1轴肩端面之间的距离h；

步骤三、焊具整体以速度v_x为10mm/min～1000mm/min沿第一被焊工件5与第二被焊工件6的对接面长度方向移动，直至焊接完成为止。