[发明专利]摩擦搅拌焊接工具、相关方法、以及形成为包括摩擦搅拌焊缝的组件

权利要求书

1.一种用于形成摩擦搅拌焊缝的工具，所述工具包括：

支撑体，所述支撑体具有：

纵向轴线，

以所述轴线为中心的外表面，以及

远端，所述远端具有以所述轴线为中心的远端面并延伸到远端面周边，

销，所述销从所述远端面沿着所述轴线延伸，

所述远端面中的涡旋图案，所述涡旋图案包括在所述远端面中的多个弓形槽，每个槽从位于所述轴线和所述远端面周边之间的槽起始位置延伸到所述远端面周边处的槽端部区段，以及

在所述槽端部区段之间的所述远端面周边处的倒角肩部区段。

2.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述倒角肩部区段包括在所述外表面和所述远端面之间延伸的表面。

3.如权利要求2所述的工具，其特征在于，所述倒角肩部表面沿着所述周边在由所述倒角肩部表面和所述外表面限定的支撑体边缘和由所述倒角肩部表面和所述远端面限定的面边缘之间延伸。

4.如权利要求3所述的工具，其特征在于，在所述轴线和连接所述支撑体边缘和所述面边缘的线的相交处的角度在30度到60度的范围内。

5.如权利要求3或4所述的工具，其特征在于，在包括所述轴线的横截面中观察到的倒角肩部表面是所述支撑体边缘和所述面边缘之间的线。

6.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述涡旋图案包括多个螺旋槽，并且每个槽沿所述远端面远离所述轴线延伸到所述周边。

7.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述槽相对于所述远端面的深度在0.05毫米到0.5毫米的范围内。

8.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述销包括：

底座，在所述销和所述远端面之间的连接处并且以所述轴线为中心，

远端销端部，沿所述轴线远离所述底座来定位并且以所述轴线为中心，以及

销侧壁，所述销侧壁在所述底座和所述远端销端部之间延伸。

9.如权利要求8所述的工具，其特征在于，所述销侧壁包括3到8个小面。

10.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述支撑体具有2毫米到10毫米的范围内的直径。

11.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述销具有在所述销与所述远端面之间的连接处测量的0.01毫米到1.5毫米的范围内的直径。

12.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述销具有沿着所述轴线在0.1毫米到1.5毫米的范围内的长度。

13.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述槽包括倒角侧壁。

14.一种形成摩擦搅拌焊缝的方法，所述方法包括：

提供包括第一金属件和第二金属件的工件，

提供如权利要求1至13中任一项所述的工具，

使所述工具与所述工件接触，以及

当所述工具接触所述工件时，使所述工具围绕所述轴线旋转，以便在所述第一金属件和所述第二金属件之间形成摩擦搅拌焊缝。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述工具与所述工件接触的情况下，所述第一金属件在所述轴线的方向上具有第一厚度，并且所述第二金属件在所述轴线的方向上具有第二厚度，并且所述第一厚度小于所述第二厚度。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一厚度小于0.5毫米并且所述第二厚度大于0.5毫米。