[发明专利]一种螺纹孔的搅拌摩擦焊修复用搅拌头及方法

权利要求书

1.一种螺纹孔的搅拌摩擦焊修复用搅拌头，其特征在于，包括搅拌头、拉环、搅拌针，所述搅拌头沿轴线方向开设有主孔，搅拌头的轴肩端面处安装有搅拌针，搅拌针上开设有与搅拌针轴线呈夹角的第一倾斜孔和第二倾斜孔，且第二倾斜孔与第一倾斜孔贯通，第二倾斜孔直径小于第一倾斜孔直径设置，搅拌针上的第一倾斜孔与主孔贯通设置，在主孔、第一倾斜孔和第二倾斜孔内安装有拉索，拉索伸出主孔部分设置有拉环，在搅拌针的底端边缘开设有刀具安装口，刀具安装口平行设置的内侧壁通过转轴转动安装有螺纹刀具，螺纹刀具倾斜设置的端面与连接体一体成型，连接体通过轴与位于第二倾斜孔部分的拉索一端相连。

2.根据权利要求1所述的一种螺纹孔的搅拌摩擦焊修复用搅拌头，其特征在于：所述搅拌针的外圆面沿轴向开设有螺纹槽，在搅拌头的轴肩端面开设有螺旋槽。

3.根据权利要求1所述的一种螺纹孔的搅拌摩擦焊修复用搅拌头，其特征在于：所述拉索伸出搅拌头夹持端部分设置有拉拽圆环。

4.一种螺纹孔的搅拌摩擦焊修复用搅拌头的修复方法，采用权利要求1所述的一种螺纹孔的搅拌摩擦焊修复用搅拌头，包括以下步骤：

步骤1，将待修复零件放置在带有凹槽的辅热垫板上，使待修复螺纹孔与辅热垫板的凹槽正对，然后将待修复零件及带有凹槽的辅热垫板一同装夹于搅拌摩擦焊机器的工作台上，调整待修复螺纹孔位置使之正对搅拌摩擦焊机主轴；在主轴的中心孔内安装有长索，长索一端缠绕在位于主轴上端部的调节电机输出轴末端的缠线轮上，长索另一端与搅拌头夹持端的拉环连接，然后将搅拌头固定在主轴上；

步骤2，将填充材料放置于待修复螺纹孔中，填充材料为圆柱形，直径小于待修复螺纹孔内径0 ~ 1mm，填充材料的长度大于待修复螺纹孔深度0 ~ 20 mm；

步骤3，启动搅拌摩擦焊机，搅拌头以50 ~ 10000 r/min的转速正转，同时以0.1 ~ 10mm/min的速度下扎进待修复螺纹孔中；当下扎到轴肩距离待修复螺纹孔上表面0 ~2 mm时停止下扎，此时搅拌针下端伸出待修复螺纹孔，并保持转速停留1 ~ 300 s后停止旋转并保持静止状态；

步骤4，拉动拉环，使螺纹刀具伸出，根据所需螺纹的螺距采用不同的搅拌头转动与回抽速度比，搅拌头在主轴的带动下以1 ~ 500 r/min速度反转回抽加工螺纹，当搅拌头带动螺纹刀具回抽到待修复螺纹孔外时，得到修复后的螺纹孔。

5.根据权利要求4所述的一种螺纹孔的搅拌摩擦焊修复用搅拌头的修复方法，其特征在于：所述搅拌头的搅拌针直径与待修螺纹孔内径相等，长度大于待修复螺纹孔深度。

6.根据权利要求4所述的一种螺纹孔的搅拌摩擦焊修复用搅拌头的修复方法，其特征在于：所述搅拌头的轴肩直径与搅拌针直径的比例为2:1 ~ 10:1。

7.根据权利要求4所述的一种螺纹孔的搅拌摩擦焊修复用搅拌头的修复方法，其特征在于：所述搅拌针的旋向分为左旋和右旋，当选用左旋螺纹搅拌针，搅拌头的旋转方向为逆时针；当选择右旋螺纹搅拌针，搅拌头的旋转方向为顺时针。

8.根据权利要求4所述的一种螺纹孔的搅拌摩擦焊修复用搅拌头的修复方法，其特征在于：步骤3在搅拌头下扎的过程中，同时施加超声振动或辅热热源，超声振动功率为60 ~2000 W，振幅为15 ~ 55 μm；辅助热源温度为100 ~ 2000 ℃。