[发明专利]一种插入式流动摩擦点焊方法及其工具

权利要求书

1.一种插入式流动摩擦点焊工具，包括由内至外依次套装且相对滑动设置的回填销、具有贯通腔的摩擦头和压紧套筒，其特征在于，在所述摩擦头端部的贯通腔内沿轴向设有至少一个隔板，形成至少两个内置空腔；在所述回填销的端部开槽，形成分别与各所述内置空腔相对应配合的销杈，所述销杈能沿所述内置空腔滑动，且所述销杈的端面能与所述摩擦头端部的端面及所述压紧套筒的端面处于同一个平面上。

2.如权利要求1所述的插入式流动摩擦点焊工具，其特征在于，所述摩擦头端部的贯通腔内围绕所述贯通腔的中心轴并沿周向均匀设有三个隔板，形成三个内置空腔。

3.如权利要求1所述的插入式流动摩擦点焊工具，其特征在于，所述摩擦头端部的贯通腔内呈十字交叉状设有四个隔板，形成四个内置空腔。

4.如权利要求1至3中任一项所述的插入式流动摩擦点焊工具，其特征在于，在所述摩擦头端部的端面为光滑面。

5.如权利要求1至3中任一项所述的插入式流动摩擦点焊工具，其特征在于，所述摩擦头端部的端面为带有同心环或螺纹线或涡状线的凸面。

6.一种插入式流动摩擦点焊方法，其特征在于，采用如权利要求1至5中任一项所述的插入式流动摩擦点焊工具，所述方法包括：

步骤A：将摩擦头、回填销和压紧套筒的端面齐平，所述摩擦头、回填销和压紧套筒轴线与被焊工件表面相垂直，所述摩擦头、回填销和压紧套筒轴线指向所述被焊工件表面的待焊位置，此时所述摩擦头与所述回填销的位置为初始位置；将所述摩擦头、回填销和压紧套筒整体下压至所述被焊工件表面，保证压紧套筒将被焊工件压紧；之后，驱动所述摩擦头和回填销高速旋转，并与所述被焊工件表面相互摩擦，产生的摩擦热使被焊工件表面塑化，形成塑性流动材料区域；

步骤B：保持所述摩擦头和回填销高速旋转状态，同时驱动所述摩擦头沿轴线向下移动，并压入被焊工件，驱动所述回填销沿轴线向上移动；随着所述摩擦头端部的压入，所述塑性流动材料区域深度逐渐扩大，并将塑性流动材料区域内的塑化物挤压到所述回填销的销杈上移后留出的所述摩擦头的内置空腔中；

步骤C：继续保持所述摩擦头和所述回填销高速旋转状态，所述摩擦头继续向下移动，所述回填销继续向上移动，使得所述塑化物挤压到所述内置空腔中；

步骤D：当所述摩擦头的端部到达预定焊接深度后，驱动所述摩擦头向上移动，同时驱动所述回填销向下移动，使得所述内置空腔中的塑化物受反向挤压并逐渐回填至所述被焊工件表面形成的塑性流动材料区域内；

步骤E：驱动所述摩擦头向上移动且所述回填销向下移动回到初始位置，在所述回填销的销杈向下压力的作用下，所述内置空腔中的塑化物回填至所述塑性流动材料区域内，并与被焊工件表面齐平，所述摩擦头和回填销停止旋转运动，塑化物冷却后，在回填后的区域形成一个完整、无匙孔的焊点；

步骤F：将所述摩擦头、回填销和压紧套筒整体向上移动，与被焊工件分离，点焊过程完成。

7.如权利要求6所述的插入式流动摩擦点焊方法，其特征在于，所述被焊工件为两块焊接件对接而成，所述预定焊接深度为所述摩擦头的端面下移至接近所述焊接件下表面0.1mm～0.3mm位置。

8.如权利要求6所述的插入式流动摩擦点焊方法，其特征在于，所述被焊工件为至少两块焊接件搭接而成，所述预定焊接深度为所述摩擦头的端面向下移动至最下层焊接件的上表面以下的位置。