本實(shí)用新型涉及一種用于攪拌摩擦焊的攪拌工具。

背景技術(shù)：

攪拌摩擦焊因其焊接效率高、接頭力學(xué)性能高、無需填充焊接材料、對焊前處理和焊接環(huán)境的要求低等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通、汽車船舶等重要工業(yè)領(lǐng)域。

攪拌工具是影響攪拌摩擦焊焊接質(zhì)量最重要的因素之一。目前常用的攪拌工具主要包含攪拌針和軸肩兩個(gè)工作部分，攪拌針上通?？逃新菁y，以增強(qiáng)攪拌工具對母材的攪拌效果，提高材料的流動(dòng)性并細(xì)化晶粒，以獲得更高的焊接質(zhì)量和更寬的工藝覆蓋范圍；軸肩主要作用為摩擦產(chǎn)熱并強(qiáng)制焊縫表面成型，軸肩直徑與攪拌針直徑的比例關(guān)系，直接決定著攪拌工具的使用壽命和焊縫的表面質(zhì)量。

目前攪拌工具的設(shè)計(jì)主要依據(jù)生產(chǎn)廠家的經(jīng)驗(yàn)和焊接具體工況來進(jìn)行，并無通用的設(shè)計(jì)規(guī)范可尋，這就造成了攪拌工具設(shè)計(jì)的多樣化，同時(shí)也預(yù)示著優(yōu)秀的設(shè)計(jì)原則無法得到推廣，側(cè)面反映出的是不合理的設(shè)計(jì)導(dǎo)致的浪費(fèi)。目前市場上使用的大多數(shù)攪拌工具均存在以下兩個(gè)問題：（1）不合理的螺紋設(shè)計(jì)，導(dǎo)致焊接完成之后，攪拌針上的螺紋內(nèi)嵌有大量的母材金屬，其直接影響是會(huì)將上一種母材帶入下一種母材焊縫內(nèi)，同時(shí)螺紋內(nèi)嵌入的大量母材將可能影響第二次焊接的焊縫質(zhì)量；（2）不合理的攪拌針與軸肩直徑配合比例，攪拌針直徑/軸肩直徑的比例過小將導(dǎo)致攪拌針使用壽命下降，易于折斷；比例過大將導(dǎo)致焊縫表面易于出現(xiàn)表面焊接缺陷，焊接工藝參數(shù)窗口變窄。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單的攪拌工具。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種攪拌工具，包括從下往上依次連接的攪拌針、軸肩和刀柄，所述攪拌針上刻有螺紋，所述攪拌針呈截錐形，所述軸肩呈圓柱形，所述攪拌針根部直徑與所述軸肩直徑與所述攪拌針根部直徑之間的差值的比值為0.618 0.050，所述螺紋的牙距與螺距的比值為0.6180.050。

本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，一種攪拌工具進(jìn)一步包括所述軸肩與所述攪拌針連接處形成的軸肩端面向內(nèi)凹陷。

本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，一種攪拌工具進(jìn)一步包括所述攪拌針根部與所述軸肩端面之間圓弧過渡。

本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，一種攪拌工具進(jìn)一步包括所述刀柄的截面呈圓形或矩形。

本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，一種攪拌工具進(jìn)一步包括所述刀柄上設(shè)有L形缺口。

本實(shí)用新型解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型通過限定攪拌針與軸肩的相對比值，有效的延長了攪拌針的使用壽命，提高了焊縫的質(zhì)量，同時(shí)通過限定螺紋的牙距與螺距之間的比例，焊后攪拌針的螺紋內(nèi)不容易殘留母材金屬，避免影響下次焊縫質(zhì)量，焊接質(zhì)量的可重復(fù)性好，焊接質(zhì)量穩(wěn)定。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的攪拌針與軸肩連接的放大示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1、圖2所示，一種攪拌工具，包括從下往上依次連接的攪拌針2、軸肩4和刀柄6，攪拌針2上刻有螺紋8，攪拌針2呈截錐形，便于置入兩塊母材金屬之間進(jìn)行攪拌融合，軸肩4呈圓柱形，軸肩4用于產(chǎn)生熱量并強(qiáng)制焊縫表面成型，刀柄6的設(shè)置是用于與攪拌摩擦焊機(jī)床的配合安裝，帶動(dòng)攪拌針2旋轉(zhuǎn)，攪拌針根部直徑d1與軸肩直徑d2與攪拌針根部直徑d1之間的差值的比值為0.6180.050，也就是d1/（d2-d1）為0.6180.050，攪拌針2的使用壽命長，焊縫表面成型好，焊接工藝參數(shù)窗口寬，螺紋8的牙距a與螺距b的比值為0.6180.050,也就是a/b為0.6180.050，焊后攪拌針2的螺紋8內(nèi)不容易殘留母材金屬，避免影響下次焊縫質(zhì)量，焊接質(zhì)量的可重復(fù)性好，焊接質(zhì)量穩(wěn)定。進(jìn)一步優(yōu)選d1/（d2-d1）為黃金比例0.618，a/b為黃金比例0.618，使攪拌工具的使用壽命和性能達(dá)到最佳。

為了避免焊縫周圍的塑性金屬的擴(kuò)散，使得塑性金屬集聚在焊縫中心，本實(shí)用新型優(yōu)選軸肩4與攪拌針2連接處形成的軸肩端面10向內(nèi)凹陷。

本實(shí)用新型優(yōu)選攪拌針2根部與軸肩端面10之間圓弧過渡，避免攪拌針2根部的應(yīng)力集中而發(fā)生折斷，延長攪拌針2的使用壽命。

為了便于刀柄6與攪拌摩擦焊機(jī)床的配合安裝，本實(shí)用新型優(yōu)選刀柄6的截面呈圓形，但并不局限于圓形，也可以為矩形。進(jìn)一步優(yōu)選刀柄6上設(shè)有L形缺口12，刀柄6穩(wěn)固在攪拌摩擦焊機(jī)床的主軸上，避免刀柄6與主軸之間的相對移動(dòng)。

采用本實(shí)用新型的攪拌工具在對厚度為20mm 、型號(hào)為6082-T6鋁合金進(jìn)行焊接時(shí)，焊接旋轉(zhuǎn)速度在300-500rpm、行走速度在60-120mm/min范圍內(nèi)均能獲得符合標(biāo)準(zhǔn)要求的焊縫。

以上依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定技術(shù)性范圍。