[发明专利]一种用于搭接接头的搅拌摩擦焊工具

摘要

本发明公布了一种用于搭接接头的搅拌摩擦焊工具，由轴肩和搅拌针组成。搅拌针的形状呈截头锥体，其小底与轴肩相连，大底端面上设有一圆形凹孔，截锥体外表面上设有三个周向均布的圆弧形凹槽；同时，本发明还公布了搅拌针和轴肩各部分的结构和尺寸。采用本发明设计的搅拌工具进行搅拌摩擦搭接焊时，截锥形的搅拌针会对搭接面周围塑化金属产生一个斜向上推力，减轻塑化金属垂直运动，从而减轻搭接界面的垂直迁移倾向。并且搅拌针底部的凹孔和侧面的凹槽，均会改善焊焊缝区材料流动，充分破碎搭接界面，使焊缝金属更充分混合。因此，该工具焊接所得焊缝中钩状缺陷尺寸大大减小，接头强度系数显著提高。

主权项

一种用于搭接接头的搅拌摩擦焊工具，该工具为轴肩（1）和搅拌针（2）组成的阶梯轴，其特征在于，所述搅拌针（2）的形状呈截头圆锥体，所述截头圆锥体的小底与所述轴肩相连，所述截头圆锥体的大底端面上设有一圆形凹孔（4），所述截头圆锥体的外表面上沿着其轴向设有三个在周向上均布的圆弧形凹槽（3）；所述搅拌针的长度为h，h=d+△d，其中，d为待焊工件的上板（5）的厚度，△d为搅拌针（2）插入到待焊接工件的下板（6）的深度，0.25d≤△d≤0.5d；所述截头圆锥体的大底直径为D1，所述截头圆锥体的小底直径为D2，D2=d+1，所述截头圆锥体的锥角为2α，α=7°～9°，D1=2h*tanα+D2；所述圆形凹孔（4）在所述截头圆锥体的大底端面上的直径为D3，D3=0.75D1，所述圆形凹孔（4）的深度为h1=0.25h；所述截头圆锥体外表面上的三个圆弧形凹槽（3）分别与所述圆形凹孔（4）的直径为D3的轮廓线相切，所述轴肩（1）的端面为内凹倾斜面，所述斜面倾角为5°～7°，所述轴肩（1）的直径为D，D=3d。