[发明专利]用于高强铝合金变角度角接接头的高效静止轴肩搅拌头

权利要求书

1.一种用于高强铝合金变角度角接接头的高效静止轴肩搅拌头，其特征在于，包括静止轴肩、搅拌针、夹持端，其中，夹持端位于整个搅拌针的根部，搅拌针插入静止轴肩的空腔中，搅拌针前端伸出轴肩最前端5mm，搅拌针与静止轴肩的配合间隙为0.5mm；所述的静止轴肩，以一条轴肩最上部的圆形端面的中轴线为基准，沿斜下方切割两个镜面对称的斜面，形成一条角度为96°的棱角，在轴肩所切斜面的中下部对轴肩再次切割，两个斜面夹角为45°，从而减小轴肩与母材的接触面积，在静止轴肩顶部设置了钝角凸台，凸台角度与轴肩一致，厚度为1mm，且在凸台顶部设计半径为1mm圆角。

2.根据权利要求1所述的用于高强铝合金变角度角接接头的高效静止轴肩搅拌头，其特征在于，所述的静止轴肩，材料为奥氏体不锈钢301(17Cr-7Ni)。

3.根据权利要求1所述的用于高强铝合金变角度角接接头的高效静止轴肩搅拌头，其特征在于，所述的静止轴肩凸台添加硼化物陶瓷涂层，涂层厚度为0.3mm。

4.根据权利要求1所述用于高强铝合金变角度角接接头的高效静止轴肩搅拌头，其特征在于，所述的搅拌针，在搅拌针伸出轴肩部分采用两端设计，伸出部分共11mm，后端6mm为逆时针梯形螺纹，螺距为1mm，前端为光滑的锥形圆台。

5.根据权利要求1所述的用于高强铝合金变角度角接接头的高效静止轴肩搅拌头，其特征在于，所述的搅拌针，直径为8mm，顶端锥形圆台直径在4-8mm之间。

6.根据权利要求1所述的用于高强铝合金变角度角接接头的高效静止轴肩搅拌头，其特征在于，所述的搅拌针采用马氏体铬不锈钢440B(9Cr18)，并对其进行淬火回火处理，淬火温度为870℃，回火温度为630℃，保温半小时。

7.根据权利要求1所述的用于高强铝合金变角度角接接头的高效静止轴肩搅拌头，其特征在于，所述的搅拌头，能够实现近直角接头的焊接，焊接角度范围87-95°。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的用于高强铝合金变角度角接接头的高效静止轴肩搅拌头的焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)选择工装夹具，并将两块焊板与地面呈45°放置，确保焊板接触面无坡口、螺纹；

(2)选择焊接板材为7B52叠层装甲铝合金，将5-8mm的7B52叠层装甲铝合金板装夹在工装夹具上，选择针长小于焊缝厚度0.2-0.8mm；

(3)将搅拌头运动到焊缝开始位置，调整搅拌头位置使搅拌针中心与焊缝中线重合，搅拌头向下移动至搅拌针端面与工件表面接触时停止；

(4)设置搅拌针旋转方向为顺时针，转速在500-900rpm之间，焊接速度在50-80mm/min之间，搅拌头倾角在1.5-3.5°之间，此外，搅拌头下压速度在8-12mm/min之间；焊前停留10-15s；焊后停留10s；搅拌头拔起速度在10-15mm/min之间。