[发明专利]一种搅拌摩擦焊搅拌头

说明书

技术领域

本发明涉及一种搅拌摩擦焊用部件，特别涉及一种搅拌摩擦焊搅拌头，属于搅拌摩擦焊接技术装置领域。

背景技术

搅拌摩擦焊主要是针对铝合金等有色金属的连接，其优点在于形成的焊缝质量高，变形量小，焊接过程中无污染，无烟尘和飞溅，同时噪声低，节能环保等；所以，搅拌摩擦焊接技术的应用领域在不断扩大。搅拌头是参与搅拌摩擦焊接的直接核心部件，其结构设计决定了搅拌摩擦焊接焊缝质量、焊接工艺、焊接主轴单元结构以及它的使用寿命。现有的搅拌头进行搅拌摩擦焊接时，搅拌头轴线方向与被焊接工件结合面在其表面形成的焊接线切线之间需要有一定角度，这就是搅拌头焊接倾角，如图4中的角Y所示，箭头所示为搅拌头前进方向，搅拌头前进方向与焊接线保持一致性。因此，在这种搅拌头焊接工艺要求下，如果被焊接线设计有转角或变向的话，需要形成转角或变向的焊缝，在转角或变向处由于搅拌头倾角的工艺存在必须性，搅拌头在转向时倾角的方位需要发生变动，这就需要通过控制系统控制主轴单元连接件做相应的倾斜变化，由于搅拌摩擦焊设备的高度自动化，这种搅拌头倾斜方位变化需要在主轴上设计相应的功能机构来完成，还需要配置相应的控制程序，这会造成主轴单元结构复杂、控制难度大、成本高、连接部件易损坏等问题的发生；如果焊缝弯折变化多，则目前的搅拌头还无法实现较复杂的焊接工艺，再则目前的搅拌头结构过于单一，焊接时形成焊缝质量不稳定，结构不密实，焊接主轴单元结构复杂，使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的在于克服现有搅拌摩擦焊搅拌头的上述缺陷，提供一种搅拌摩擦焊搅拌头。

为实现本发明的目的，采用了下述的技术方案：一种搅拌摩擦焊搅拌头，包括搅拌头轴肩，搅拌针位于搅拌头轴肩下方，所述的搅拌头轴肩底面为一斜面，搅拌头轴肩底面指轴肩与焊接工件的接触面，所述的斜面的方向为：当搅拌针方向向下时斜面自底面中心向外向上方向倾斜，斜面与搅拌头轴线的垂线之间的夹角在1-10°，进一步的，所述的斜面与搅拌头轴线的垂线之间的夹角在2-5°，进一步的，搅拌针设置在轴肩底面中间，所述的搅拌针为一上大下小的锥体，在锥体外表面开设有螺旋槽，所述的螺旋槽被三个斜面平均切割为三部分，斜面切割掉锥体周向上的部分螺旋槽，三个斜面相同且在锥体的周向上均匀分布，进一步的，所述的搅拌头轴肩底面上开设有渐开线螺旋凹槽。

本发明的积极有益技术效果在于：本搅拌头由于搅拌头轴肩底面为斜面，在搅拌焊接时搅拌头轴线不需要焊接倾角，搅拌头轴肩底面与工作面之间仍能形成焊接工艺所要求的缝隙，所以采用本搅拌头在工作时搅拌头倾角可以为零，这种方式在转角或转向处非常容易控制，不再需要在主轴上配置为适应焊缝转向而所需的复杂机械及控制结构，使主轴结构变得更为简单，所以这种结构焊接时搅拌针轴线与焊接方向垂直，实现任意焊接方向搅拌针无倾角焊接，降低了驱动搅拌针旋转的主轴单元结构，提升焊接稳定性，提高了焊缝质量，本结构中在轴肩底面采用了螺旋槽，该螺旋槽使搅拌头在旋转前进的过程中将物料旋至中心处，使焊缝更加致密，本搅拌头在平面搅拌针无倾角焊接时焊缝两侧无飞边产生，焊接表面平整，焊缝致密无任何缺陷。本搅拌头的结构有利于搅拌针周围形成的金属塑形软化层充分填充到搅拌针后方，搅拌针与轴间共同搅拌及挤压的作用下形成致密的焊缝，提高了焊缝质量，保证高可靠性焊缝的稳定性。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2是图1中A区域内的放大图。

图3是本发明的仰视图。

图4是原有搅拌头倾角的示意图。

图5是本发明的立体示意图。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例。这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。