一種用于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的攪拌摩擦焊焊頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及攪拌摩擦焊技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適合于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件進(jìn)行攪拌摩擦焊焊頭。
【背景技術(shù)】
[0002]攪拌摩擦焊(Frict1n Stir Welding，簡(jiǎn)稱(chēng)FSW)是1991年由英國(guó)焊接研宄所發(fā)明(US5460317)的一種固相連接技術(shù)，特別適用于鋁等低熔點(diǎn)合金的焊接。該技術(shù)是用攪拌工具高速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)摩擦熱和機(jī)械攪動(dòng)使被焊材料發(fā)生塑化、機(jī)械混合以及回復(fù)、再結(jié)晶，進(jìn)而形成致密焊縫，焊接過(guò)程中材料未融化，最高溫度約為被焊材料熔點(diǎn)的80%。與熔焊、釬焊、鉚接等連接方法相比，該技術(shù)具有熱輸入低、變形小、清潔無(wú)污染、焊縫強(qiáng)度較高等諸多優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用于航空航天、軌道交通、船舶、汽車(chē)、電力電子、兵器制造、建筑、電氣等行業(yè)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和配套設(shè)施的逐步完善，攪拌摩擦焊的研宄和應(yīng)用正進(jìn)入快速發(fā)展階段。
[0003]常規(guī)的攪拌摩擦焊雖具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在這一些固有的弊端，如存在尾部匙孔、不易實(shí)現(xiàn)角焊縫焊接、焊接時(shí)需要背部剛性支撐等。為了消除這些弊端，點(diǎn)焊、靜軸肩和雙軸肩等攪拌摩擦焊方式逐衍生出來(lái)。其實(shí)，采用常規(guī)的攪拌摩擦焊可以在一定程度上解決上述問(wèn)題，尾孔問(wèn)題可以通過(guò)預(yù)留余量或外加引出塊、焊后切除來(lái)解決，角焊縫可以通過(guò)將焊接接頭結(jié)構(gòu)變?yōu)閷?duì)搭接形式解決；但是，常規(guī)的攪拌摩擦仍需要背部剛性支撐，這嚴(yán)重制約著攪拌摩擦焊應(yīng)用的擴(kuò)展。
[0004]對(duì)于中空結(jié)構(gòu)件、薄壁筒形結(jié)構(gòu)件，不易進(jìn)行背部剛性固定，攪拌摩擦焊時(shí)只能依靠構(gòu)件自身的剛性支撐，這必然導(dǎo)致焊縫厚度方向無(wú)法實(shí)現(xiàn)全焊透，大大影響焊縫的強(qiáng)度；對(duì)于可以進(jìn)行背部支撐的帶筋板，常規(guī)的攪拌摩擦焊雖然可以焊接，但是容易出現(xiàn)背部未焊透或焊穿等缺陷，嚴(yán)重影響焊接接頭的彎曲性能和疲勞性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種攪拌摩擦焊焊頭，該焊頭在焊接時(shí)，設(shè)置的支撐盤(pán)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)件的背部進(jìn)行支撐，簡(jiǎn)化了工裝，且有效降低了焊接時(shí)的轉(zhuǎn)速，在提高效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能耗的降低，適宜推廣。
[0006]本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種用于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的攪拌摩擦焊焊頭，其包括夾持柄，夾持柄上一體成型有上軸肩，上軸肩的端面的中部設(shè)置有連接孔，連接孔內(nèi)設(shè)置有攪拌針，其特征在于:所述的攪拌針的另一端連接有下軸肩，下軸肩上連接有對(duì)工件進(jìn)行支撐的支撐盤(pán)。
[0008]本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置的支撐盤(pán)對(duì)焊接空間的背部進(jìn)行支撐，無(wú)需在工件焊接部位的背部增加剛性墊板，下軸肩以及支撐盤(pán)起到剛性支撐的作用，適宜于不能或者不易進(jìn)行背部剛性支撐結(jié)構(gòu)件的焊接，有效的消除了背部未焊透的缺陷。
[0009]進(jìn)一步的說(shuō)，所述的下軸肩的表面均布設(shè)置有多條導(dǎo)向槽，支撐盤(pán)的中部設(shè)置有通孔，通孔的表面向通孔中心延長(zhǎng)設(shè)置有導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽配合，所述的下軸肩的端部設(shè)置對(duì)支撐盤(pán)進(jìn)行固定的蓋板，進(jìn)一步的支撐盤(pán)和下軸肩之間采用活動(dòng)連接，便于根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和尺寸的不同，選擇不同的支撐盤(pán)，滿足不同結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)需要。
[0010]所述的導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)置有連接導(dǎo)向孔和蓋板的彈簧，設(shè)置的彈簧，實(shí)現(xiàn)了支撐盤(pán)和下軸肩之間的彈性連接，一方面始終使支撐盤(pán)與工件的背部貼合，另一方面也不會(huì)對(duì)工件表面存在較大的摩擦阻力，減少了摩擦焊接過(guò)程中收到的阻力，降低能耗。
[0011]所述的支撐盤(pán)的上表面均布設(shè)置有多個(gè)支撐球體，設(shè)置的支撐球體和工件背部為點(diǎn)接觸，有效降低了支撐盤(pán)與工件背部之間的摩擦力。
[0012]進(jìn)一步的說(shuō)，所述的下軸肩的表面對(duì)稱(chēng)設(shè)置有夾持部，設(shè)置的夾持部便于安裝時(shí)提供夾緊部位，便于安裝，降低安裝難度和縮短安裝時(shí)間。
[0013]綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0014]1、本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置的支撐盤(pán)對(duì)焊接空間的背部進(jìn)行支撐，無(wú)需在工件焊接部位的背部增加剛性墊板，下軸肩以及支撐盤(pán)起到剛性支撐的作用，適宜于不能或者不易進(jìn)行背部剛性支撐結(jié)構(gòu)件的焊接，有效的消除了背部未焊透的缺陷。
[0015]2、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了支撐盤(pán)和下軸肩之間的彈性連接，一方面始終使支撐盤(pán)與工件的背部貼合，另一方面也不會(huì)對(duì)工件表面存在較大的摩擦阻力，減少了摩擦焊接過(guò)程中收到的阻力，降低能耗。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為支撐盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0018]圖3為下軸肩的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0019]圖中I為夾持柄，2為上軸肩，3為攪拌針，4為夾持部，5為下軸肩，6為支撐球體，7為支撐盤(pán)，8為導(dǎo)向塊，9為通孔，10為導(dǎo)向槽，11為蓋板。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0021]如圖1至圖3所示的一種用于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的攪拌摩擦焊焊頭，其包括夾持柄1，夾持柄I上一體成型有上軸肩2，上軸肩2的端面的中部設(shè)置有連接孔，連接孔內(nèi)設(shè)置有攪拌針3，其特征在于:所述的攪拌針3的另一端連接有下軸肩5，下軸肩5上連接有對(duì)工件進(jìn)行支撐的支撐盤(pán)7。
[0022]本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置的支撐盤(pán)對(duì)焊接空間的背部進(jìn)行支撐，無(wú)需在工件焊接部位的背部增加剛性墊板，下軸肩以及支撐盤(pán)起到剛性支撐的作用，適宜于不能或者不易進(jìn)行背部剛性支撐結(jié)構(gòu)件的焊接，有效的消除了背部未焊透的缺陷。
[0023]進(jìn)一步的說(shuō)，所述的下軸肩5的表面均布設(shè)置有多條導(dǎo)向槽10，支撐盤(pán)7的中部設(shè)置有通孔9，通孔9的表面向通孔中心延長(zhǎng)設(shè)置有導(dǎo)向塊8，導(dǎo)向塊8與導(dǎo)向槽10配合，所述的下軸肩5的端部設(shè)置對(duì)支撐盤(pán)進(jìn)行固定的蓋板11，進(jìn)一步的支撐盤(pán)7和下軸肩5之間采用活動(dòng)連接，便于根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和尺寸的不同，選擇不同的支撐盤(pán)，滿足不同結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)需要。
[0024]所述的導(dǎo)向槽10內(nèi)設(shè)置有連接導(dǎo)向孔和蓋板的彈簧，設(shè)置的彈簧，實(shí)現(xiàn)了支撐盤(pán)和下軸肩之間的彈性連接，一方面始終使支撐盤(pán)與工件的背部貼合，另一方面也不會(huì)對(duì)工件表面存在較大的摩擦阻力，減少了摩擦焊接過(guò)程中收到的阻力，降低能耗。
[0025]所述的支撐盤(pán)7的上表面均布設(shè)置有多個(gè)支撐球體6，設(shè)置的支撐球體和工件背部為點(diǎn)接觸，有效降低了支撐盤(pán)與工件背部之間的摩擦力。
[0026]進(jìn)一步的說(shuō)，所述的下軸肩5的表面對(duì)稱(chēng)設(shè)置有夾持部4，設(shè)置的夾持部便于安裝時(shí)提供夾緊部位，便于安裝，降低安裝難度和縮短安裝時(shí)間。
[0027]綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0028]1、本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置的支撐盤(pán)對(duì)焊接空間的背部進(jìn)行支撐，無(wú)需在工件焊接部位的背部增加剛性墊板，下軸肩以及支撐盤(pán)起到剛性支撐的作用，適宜于不能或者不易進(jìn)行背部剛性支撐結(jié)構(gòu)件的焊接，有效的消除了背部未焊透的缺陷。
[0029]2、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了支撐盤(pán)和下軸肩之間的彈性連接，一方面始終使支撐盤(pán)與工件的背部貼合，另一方面也不會(huì)對(duì)工件表面存在較大的摩擦阻力，減少了摩擦焊接過(guò)程中收到的阻力，降低能耗。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的攪拌摩擦焊焊頭，其包括夾持柄，夾持柄上一體成型有上軸肩，上軸肩的端面的中部設(shè)置有連接孔，連接孔內(nèi)設(shè)置有攪拌針，其特征在于:所述的攪拌針的另一端連接有下軸肩，下軸肩上連接有對(duì)工件進(jìn)行支撐的支撐盤(pán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的攪拌摩擦焊焊頭，其特征在于:所述的下軸肩的表面均布設(shè)置有多條導(dǎo)向槽，支撐盤(pán)的中部設(shè)置有通孔，通孔的表面向通孔中心延長(zhǎng)設(shè)置有導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽配合，所述的下軸肩的端部設(shè)置對(duì)支撐盤(pán)進(jìn)行固定的蓋板。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的攪拌摩擦焊焊頭，其特征在于:所述的導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)置有連接導(dǎo)向孔和蓋板的彈簧。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的攪拌摩擦焊焊頭，其特征在于:所述的支撐盤(pán)的上表面均布設(shè)置有多個(gè)支撐球體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的攪拌摩擦焊焊頭，其特征在于:所述的下軸肩的表面對(duì)稱(chēng)設(shè)置有夾持部。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及攪拌摩擦焊技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適合于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件進(jìn)行攪拌摩擦焊焊頭。一種用于中空等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的攪拌摩擦焊焊頭，其包括夾持柄，夾持柄上一體成型有上軸肩，上軸肩的端面的中部設(shè)置有連接孔，連接孔內(nèi)設(shè)置有攪拌針，其特征在于：所述的攪拌針的另一端連接有下軸肩，下軸肩上連接有對(duì)工件進(jìn)行支撐的支撐盤(pán)。本實(shí)用新型所述焊頭在焊接時(shí)，設(shè)置的支撐盤(pán)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)件的背部進(jìn)行支撐，簡(jiǎn)化了工裝，且有效降低了焊接時(shí)的轉(zhuǎn)速，在提高效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能耗的降低，適宜推廣。
【IPC分類(lèi)】B23K20/12
【公開(kāi)號(hào)】CN204621347
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520196722
【發(fā)明人】邱宇, 董繼紅, 孟強(qiáng), 郭曉娟, 欒國(guó)紅
【申請(qǐng)人】北京賽福斯特技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年4月3日