[发明专利]基于一套搅拌头工具实现两种模式搅拌摩擦焊的方法

权利要求书

1.基于一套搅拌头工具实现两种模式搅拌摩擦焊的方法，其特征在于：所述搅拌头工具包括搅拌头转接套、搅拌头上轴肩、搅拌头碗套、搅拌针和搅拌头下轴肩；搅拌头转接套用于将搅拌头碗套的一端与机器主轴外套相连；搅拌头上轴肩的一端伸入所述搅拌头转接套后与机器主轴对接，另一端伸入所述搅拌头碗套后与插入所述搅拌头碗套内的所述搅拌针的一端对接；所述搅拌针的另一端与所述搅拌头下轴肩相连；

基于所述搅拌头工具实现两种模式搅拌摩擦焊的方法为：

第一种，开展单侧轴肩静止的双轴肩搅拌摩擦焊：

步骤1.1，将两块待焊接板材对接布置固定于搅拌摩擦焊机器工作台上，并在对接面处用钻头加工一个用于所述搅拌针穿过的通孔；

步骤1.2，将所述搅拌头转接套与机器主轴外套连接，将所述搅拌头上轴肩与机器主轴连接，将搅拌头碗套与搅拌头转接套连接；

步骤1.3，移动搅拌摩擦焊机器主轴，使所述搅拌头碗套的端面与焊板上表面接触，且使搅拌头碗套端面上用于插入搅拌针的通孔与步骤1中在两焊板对接面上加工的所述通孔重合；

步骤1.4，将搅拌针上段依次穿过两焊板对接面处的通孔、搅拌头碗套端面上用于插入搅拌针的通孔后，拧入搅拌头上轴肩与其连接；

步骤1.5，调整搅拌针端部拧入搅拌头上轴肩的深度，使搅拌头下轴肩端面与搅拌头碗套端面的距离比被焊板材厚度小；

步骤1.6，启动搅拌摩擦焊设备，设定搅拌头旋转速度，然后使搅拌针沿焊板对接面移动直至完成整个焊接过程；

第二种，开展双侧旋转的双轴肩搅拌摩擦焊接：

步骤2.1，将两块待焊接板材对接布置固定于搅拌摩擦焊机器工作台上，并在对接面处用钻头加工一个用于所述搅拌针穿过的通孔；

步骤2.2，将所述搅拌头转接套与机器主轴外套连接，将所述搅拌头上轴肩与机器主轴连接；

步骤2.3，将搅拌头碗套与搅拌头转接套分离，取下搅拌头碗套；

步骤2.4，移动搅拌摩擦焊机器主轴，使搅拌头上轴肩端部用于容纳搅拌针的孔与步骤1中在两焊板对接面上加工的通孔重合；

步骤2.5，将搅拌针上段穿过两焊板对接面处的通孔后，拧入搅拌头上轴肩与其连接；

步骤2.6，调整搅拌针端部拧入搅拌头上轴肩的深度，使搅拌头下轴肩端面与搅拌头上轴肩端面的距离比被焊接板材厚度小；

步骤2.7，启动搅拌摩擦焊设备，设定搅拌头旋转速度和焊接速度，然后使搅拌针沿焊板对接面移动直至完成整个焊接过程。

2.根据权利要求1所述的基于一套搅拌头工具实现两种模式搅拌摩擦焊的方法，其特征在于：所述步骤1.5和2.6中，使搅拌头下轴肩端面与搅拌头碗套端面的距离比被焊板材厚度小0.2-0.5mm。

3.根据权利要求1所述的基于一套搅拌头工具实现两种模式搅拌摩擦焊的方法，其特征在于：所述步骤1.6和2.7中，设定的搅拌头旋转速度为100-1000rpm和焊接速度为10-1000mm/min。

4.根据权利要求1所述的基于一套搅拌头工具实现两种模式搅拌摩擦焊的方法，其特征在于：所述搅拌头下轴肩面向搅拌针的端面上加工有渐开线。

5.根据权利要求4所述的基于一套搅拌头工具实现两种模式搅拌摩擦焊的方法，其特征在于：所述搅拌头碗套靠近所述搅拌头下轴肩的端部为锥状，且锥状端部设有内凹面。

6.根据权利要求5所述的基于一套搅拌头工具实现两种模式搅拌摩擦焊的方法，其特征在于：所述内凹面的内凹角为1°-10°。

7.根据权利要求6所述的基于一套搅拌头工具实现两种模式搅拌摩擦焊的方法，其特征在于：所述搅拌头上轴肩的中部侧壁开设有用于散热的凹槽。

8.根据权利要求7所述的基于一套搅拌头工具实现两种模式搅拌摩擦焊的方法，其特征在于：所述搅拌头上轴肩伸入所述搅拌头碗套的端部的端面距离搅拌头碗套内底面1-2mm。