[发明专利]一种用于角接接头搅拌摩擦焊接的搅拌头

说明书

本发明提供了一种用于角接接头搅拌摩擦焊接的搅拌头，涉及搅拌摩擦焊技术领域，解决了现有技术中存在的用于角接接头搅拌摩擦焊接的工具操作复杂、适用范围小的技术问题。包括连接头、轴肩(13)和搅拌针(14)，其中，所述轴肩(13)和所述搅拌针(14)依次设置在所述连接头的下方，所述轴肩(13)为自与所述连接头的连接面向所述搅拌针(14)的方向以其直径逐渐减小的方式设置，在所述轴肩(13)的侧面自与所述连接头的连接面向所述搅拌针(14)的方向设置有螺旋凹槽(131)。本发明搅拌头为一体式结构，结构简单，避免了采用静轴肩搅拌头装配要求高的问题，同时采用本发明的搅拌头待焊板材无需特殊加工，板材直接拼接成角接接头即可进行焊接。

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊技术领域，尤其是涉及一种用于角接接头搅拌摩擦焊接的搅拌头。

背景技术

搅拌摩擦焊接自上世纪90年代初问世以来，因其特别适合于铝合金等有色金属焊接，搅拌摩擦焊技术不断发展。搅拌摩擦焊是一种固相焊接方法，具有接头质量高、焊接效率高、绿色环保、成本低等优点，被誉为继激光焊之后的又一次焊接技术革命。然而，任何技术都不是万能的，都有它的适应性，搅拌摩擦焊就存在着焊接过程需要刚性支撑和牢固装夹，不适合角接和空间焊接，不适合高熔点金属，对装配精度要求高等缺点。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现阶段，针对角接接头搅拌摩擦焊接主要采用以下两种方法：

1、静轴肩搅拌摩擦技术，该技术是采用特制的静轴肩搅拌头和搅拌摩擦焊机，静轴肩搅拌头的特点是搅拌针和本体在焊接过程中旋转，轴肩套在搅拌针与本体的连接部位外部，在焊接过程中不旋转，仅随焊接过程行进，焊接过程中贴合在焊缝表面，形成相对封闭的焊接环境，保证焊接质量。该方法虽然在一定程度上解决了搅拌摩擦焊在角接接头焊接上的应用，但是该方法需要采用特制的设备和搅拌头，前期投入高，搅拌头装配精度高，保养复杂，设备通用性差；

2、优化焊缝结构，采用传统焊接方法焊接，该方法是将角接接头根部材料增加对接面，在角接部位形成对接焊缝形式，采用传统搅拌摩擦焊接方法焊接此对接焊缝，形成角接接头的连接。但是该方法需更改原材料结构，增加对接面，此更改对一些板材适应性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于角接接头搅拌摩擦焊接的搅拌头，以解决现有技术中存在的用于角接接头搅拌摩擦焊接的工具操作复杂、适用范围小的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种用于角接接头搅拌摩擦焊接的搅拌头，所述搅拌头包括连接头、轴肩和搅拌针，其中，所述轴肩和所述搅拌针依次设置在所述连接头的下方，所述轴肩为自与所述连接头的连接面向所述搅拌针的方向以其直径逐渐减小的方式设置，在所述轴肩的侧面自与所述连接头的连接面向所述搅拌针的方向设置有螺旋凹槽。

根据一种优选实施方式，所述轴肩的锥角为80～100°。

根据一种优选实施方式，所述轴肩上的螺旋凹槽自上而下呈阿基米德螺纹线的形式，其中，所述螺旋凹槽的槽深度为0.5～2.0mm，螺距为0.75～2.5mm。

根据一种优选实施方式，所述搅拌针与所述轴肩的底面相连接，且所述搅拌针自与所述轴肩相连接处向下呈直径逐渐减小的锥形结构，所述搅拌针的锥角为30～50°。

根据一种优选实施方式，所述搅拌针的锥形结构的侧面设置有螺纹结构。

根据一种优选实施方式，所述搅拌针的锥形结构的底面为半球形结构。

根据一种优选实施方式，所述连接头包括夹持部和连接部，所述连接部的上部与夹持部一体式连接，所述连接部的下部与所述轴肩一体式相连接。