[实用新型]一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构

说明书

本实用新型公开了一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，涉及焊接技术领域。其包括搅拌头和静轴肩，所述静轴肩固定安装于搅拌摩擦焊接工具的非旋转部件；所述静轴肩为中空结构，所述静轴肩设有静轴肩孔、排料切面和排料孔；所述搅拌头的一端用于安装于搅拌摩擦焊接工具的主轴刀柄，所述搅拌头的另一端部分穿设于所述静轴肩，并伸出所述静轴肩孔，所述搅拌头与所述静轴肩间隙配合。本实用新型提供的一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，能够方便在实现焊缝无减薄和无飞边的同时，提高焊接工具散热效率，进而提高工具使用的稳定性和寿命。

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构。

背景技术

搅拌摩擦焊(FSW)是一种新型固相连接技术，是1991年由英国焊接研究所(TheWelding Institute,TWI)发明的。其过程为由轴肩和搅拌针组成的搅拌头，在高速旋转的同时插入焊缝并向前行进，利用摩擦热使待焊材料塑化，在搅拌头的带动下发生塑性流动，并在轴肩的锻压作用下形成焊缝，实现固相连接。

搅拌头是搅拌摩擦焊接的核心部件，通过与工件摩擦提供焊接过程中材料塑化所需的热量，同时还是焊缝区域材料定向流动的载体。搅拌摩擦焊解过程中，由于搅拌头的旋转、挤压作用，焊缝中的塑性材料会溢出焊缝区外，形成“飞边”，导致焊缝区略薄于母材，不利于焊缝表面质量和接头性能。目前，工业生产中常常需要通过机械打磨来去除飞边，不但降低了生产效率，而且极易损伤被焊工件表面质量。

搅拌头的设计制造是实现搅拌摩擦焊接的关键技术，国内外相关机构在搅拌头的形状设计、材料选取及加工工艺等方面进行了大量的研究。目前，消除飞边的方式主要有两种：其一，设计特殊搅拌头轴肩端面；其二，在搅拌头上另加一装置或结构，如添加切削头或轴肩外缘加工成切削槽。然而，这两种方法都不能很好的消除飞边，方式一可减少飞边量，但不能彻底消除飞边，方式二因飞边温度较高而粘着在搅拌头上造成焊缝表面质量较差。但是由于静轴肩搅拌摩擦焊接工具结构相对复杂，长期工作于高温环境，同时搅拌头轴肩与静轴肩孔必须为间隙配合且要求较高的回转精度，工具散热显得尤为重要。因此，如何实现焊缝无减薄和无飞边的同时，提高焊接工具散热效率，提高工具使用的稳定性和寿命意义重大。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，能够方便在实现焊缝无减薄和无飞边的同时，提高焊接工具散热效率，进而提高工具使用的稳定性和寿命。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种用于静轴肩搅拌摩擦焊接工具的轴肩结构，其特征在于，包括搅拌头和静轴肩，所述静轴肩固定安装于搅拌摩擦焊接工具的非旋转部件；所述静轴肩为中空结构，所述静轴肩设有静轴肩孔、排料切面和排料孔；所述搅拌头的一端用于安装于搅拌摩擦焊接工具的主轴刀柄，所述搅拌头的另一端部分穿设于所述静轴肩，并伸出所述静轴肩孔，所述搅拌头与所述静轴肩间隙配合。

可选地，所述排料切面的数量为两个，且两个所述排料切面对称分布，两个所述排料切面的间距大于所述静轴肩的端面直径。

可选地，所述排料切面平行于搅拌摩擦焊接工具的焊接方向。

可选地，所述排料孔的数量为多个，且对称分布；

可选地，多个所述排料孔分布于一个平面或多个平面内；

可选地，所述搅拌头设有夹持柄、定位台阶、轴肩和搅拌针；所述夹持柄用于安装于主轴刀柄，所述定位台阶用于对所述搅拌头的安装位置进行限位，所述轴肩用于消除飞边，所述搅拌针设置于所述轴肩上。

可选地，所述轴肩为圆柱型结构，所述轴肩穿设于所述静轴肩孔内并与所述静轴肩间隙配合，所述轴肩直径和静轴肩孔径之差为0.05～0.5mm。

可选地，所述轴肩穿设并伸出所述静轴肩孔0.1～0.8mm。