一種偏心組合式攪拌頭的制作方法
【專利摘要】一種偏心組合式攪拌頭，包括軸肩、攪拌針，在軸肩的內(nèi)型面開有盲孔，攪拌針安裝在盲孔內(nèi)，軸肩上開有與盲孔相通的內(nèi)孔，內(nèi)孔內(nèi)設(shè)有螺釘，軸肩中心線以及盲孔的中心線均與攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸的中心偏移一定的距離。本發(fā)明提供的偏心組合式攪拌頭，由于軸肩與攪拌針均與主軸中心偏移，攪拌頭旋轉(zhuǎn)攪拌時，攪拌針上的螺紋促進(jìn)焊縫金屬的在厚度方向上的流動，偏心的軸肩和攪拌針在運(yùn)動時，促進(jìn)了焊縫金屬在水平面上的遷移，從而促進(jìn)焊縫金屬的整體流動。本發(fā)明簡單實用、實施方便，特別適用于厚板鋁合金攪拌摩擦焊。
【專利說明】一種偏心組合式攪拌頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于的攪拌摩擦焊的攪拌頭，具體涉及一種具有偏心結(jié)構(gòu)的組合式攪拌頭，特別適用于厚板鋁合金攪拌摩擦焊。
【背景技術(shù)】
[0002]攪拌摩擦焊是一種綠色的固相連接技術(shù)，與傳統(tǒng)的熔焊相比，具有焊接變形小，無污染，且焊縫不會出現(xiàn)裂紋、咬邊等熔焊常見的缺陷，廣泛地應(yīng)用于航天、航空、船舶、電子等行業(yè)。然而，在進(jìn)行厚板鋁合金攪拌摩擦焊時，焊縫金屬流動性較差，尤其是焊縫底部的金屬流動性最差，影響了焊接質(zhì)量。
[0003]為了進(jìn)一步促進(jìn)焊縫金屬的流動，需要設(shè)計一種偏心式攪拌頭，并要求耐沖擊、耐疲勞，此外，該攪拌頭需有效的攪拌焊縫金屬，促進(jìn)焊縫金屬的充分流動，從而獲得焊縫質(zhì)量優(yōu)良的接頭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的就是要提供一種可提高攪拌摩擦焊焊縫金屬的流動性，焊接效果好的偏心組合式攪拌頭。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種偏心組合式攪拌頭，包括軸肩、攪拌針，在軸肩的內(nèi)型面開有盲孔，攪拌針安裝在盲孔內(nèi)，軸肩上開有與盲孔相通的內(nèi)孔，內(nèi)孔內(nèi)設(shè)有螺釘，軸肩中心線以及盲孔的中心線均與攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸的中心偏移一定的距離。
[0006]軸肩的工作柱面的中心偏移攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸的中心0.2mm~0.3mm。
[0007]盲孔的中心偏移攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸的中心線0.2mm~0.3mm。
[0008]軸肩選用H13熱作模具鋼制作。
[0009]攪拌針選用鎢錸合金材料制作。
[0010]軸肩的邊緣倒圓，軸肩內(nèi)型面有一內(nèi)傾角。
[0011]所述的內(nèi)傾角為11度。
[0012]本發(fā)明提供的偏心組合式攪拌頭，由于軸肩與攪拌針均與主軸中心偏移，攪拌頭旋轉(zhuǎn)攪拌時，攪拌針上的螺紋促進(jìn)焊縫金屬的在厚度方向上的流動，偏心的軸肩和攪拌針在運(yùn)動時，促進(jìn)了焊縫金屬在水平面上的遷移，從而促進(jìn)焊縫金屬的整體流動。本發(fā)明簡單實用、實施方便，特別適用于厚板鋁合金攪拌摩擦焊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]圖1為本發(fā)明實施例裝配圖。
[0015]圖2為本發(fā)明實施例軸肩結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明實施例攪拌針結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如圖1 一 3所示，一種偏心組合式攪拌頭，包括軸肩1、攪拌針3，在軸肩1的內(nèi)型面開有盲孔4，攪拌針3安裝在盲孔4內(nèi)，軸肩1上開有與盲孔4相通的內(nèi)孔5，內(nèi)孔5內(nèi)設(shè)有螺釘3，軸肩中心線1以及盲孔4的中心線均與攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸的中心偏移一定的距離。軸肩1的工作柱面的中心偏移攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸的中心0.2mm~
0.3mm。盲孔4的中心偏移攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸的中心線0.2mm~0.3mm。
[0018]本發(fā)明的軸肩1采用H13熱作模具鋼制作，攪拌針采用鎢錸合金制作。從圖2為
軸肩的結(jié)構(gòu)示意圖中可出看，其左側(cè)圓柱形外徑D1為040:=1?，軸肩右側(cè)的工作圓柱
的中心偏移主軸的中心大小為0.2mm,即軸肩1的外徑D2為Φ34πιπι，D2是L1與L2之和，其中L1為17.2mm, L2為16.8mm，其邊緣倒圓R1，軸肩內(nèi)型面傾斜11度，在內(nèi)型工作面加工一盲孔4,盲孔4內(nèi)徑D3為Φ 16.2mm,盲孔中心偏移主軸中心的L4大小為0.2mm,為了方便攪拌針3在軸肩1內(nèi)孔5中的固定，在圓柱的一側(cè)加工螺紋孔M5，為了方便攪拌針順利的拆卸，在軸肩的左側(cè)端面加工通孔D4為Φ12_。圖3為攪拌針3的結(jié)構(gòu)示意圖，攪拌針的左側(cè)為裝配區(qū)域，其長度L5與軸肩盲孔的深度L3相同，均為30_，其外徑d為Φ16_，為了方便攪拌針的固定，在其柱面上銑扁，銑扁長度L6為25mm;右側(cè)為攪拌針的工作區(qū)，其表面加工有右旋螺紋，半錐角為10度。
[0019]本發(fā)明的工作過程如下:將攪拌針2裝入軸肩1的盲孔4處，裝配到位后用螺釘3進(jìn)行緊固，然后將該攪拌頭固定到攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸上，并帶緊。然后將攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸向焊接方向傾斜2.5度，選用旋轉(zhuǎn)速度為280rpm,焊接速度為60mm/min的焊接參數(shù)進(jìn)行20mm厚5A06鋁合金的焊接，攪拌針拆卸先松開螺釘，再利用Φ 10mm的鋼棒頂出攪拌針。焊縫經(jīng)X射線檢測，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，滿足熔焊QJ2698-95I級焊縫標(biāo)準(zhǔn)。焊縫的抗拉強(qiáng)度為340MPa，屈服強(qiáng)度為175MPa，延伸率為17%，焊縫經(jīng)金相檢測，焊縫組織優(yōu)良。
[0020]本發(fā)明簡單實用、實施方便，能有效的促進(jìn)焊縫金屬的流動，特別適用于厚板鋁合金攪拌摩擦焊。
【權(quán)利要求】
1.一種偏心組合式攪拌頭，包括軸肩(1)、攪拌針(3),其特征在于:在軸肩(1)的內(nèi)型面開有盲孔(4)，攪拌針(3)安裝在盲孔(4)內(nèi)，軸肩(1)上開有與盲孔(4)相通的內(nèi)孔(5)，內(nèi)孔(5)內(nèi)設(shè)有螺釘(2)，軸肩中心線(1)以及盲孔(4)的中心線均與攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸的中心偏移一定的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心組合式攪拌頭，其特征在于:軸肩(1)的工作柱面的中心偏移攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸的中心0.2mm~0.3_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心組合式攪拌頭，其特征在于:盲孔(4)的中心偏移攪拌摩擦焊設(shè)備的主軸的中心線0.2mm~0.3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏心組合式攪拌頭，其特征在于:軸肩(1)選用H13熱作模具鋼制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心組合式攪拌頭，其特征在于:攪拌針(3)選用鎢錸合金材料制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏心組合式攪拌頭，其特征在于:軸肩(1)的邊緣倒圓(R1)，軸肩(1)內(nèi)型面有一內(nèi)傾角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述`的偏心組合式攪拌頭，其特征在于:所述的內(nèi)傾角為11度。
【文檔編號】B23K20/12GK103658964SQ201210353921
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】李寶華, 唐眾民, 鄢江武, 聶緒勝, 陳瑩, 沈明明 申請人:湖北三江航天紅陽機(jī)電有限公司