[實用新型]一種低下壓成型可控的攪拌摩擦焊組合軸肩雙流動焊具

有效

• 申請號: 201922048751.1
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN211588898U
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 高祎晗;秦漢;岳躍雷;蔣舒
• 申請（專利權）人: 昆山萬洲特種焊接有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 蘇州欣達共創專利代理事務所(普通合伙) 32405
• 代理人: 范玉敏

本實用新型涉及一種低下壓成型可控的攪拌摩擦焊組合軸肩雙流動焊具，包括有夾持部、軸肩部和攪拌針，所述攪拌針設置在軸肩部的前端，并且該攪拌針為圓柱或圓錐臺等設計結構，攪拌針的前端設有圓角尖端，軸肩部的前端設有內部同心圓槽區域和外部螺旋槽區域。本實用新型可以有效包絡被焊金屬，適合焊接純鋁等塑形化程度高的金屬；實現焊接壓入量自適應；提高焊縫表面金屬流動，改善焊縫表層軸肩影響區域微觀組織；抑制焊縫表面毛刺等缺陷的產生，提高焊縫表面成形質量。

技術領域

本實用新型涉及攪拌摩擦焊技術領域，具體涉及一種低下壓成型可控的攪拌摩擦焊組合軸肩雙流動焊具。

背景技術

攪拌摩擦焊(FSW)是由英國焊接協會于1991年發明的一種焊接技術，與其他焊接工藝相比，該方法的焊接變形較小且連接強度較高，該方法使用一種非消耗性的旋轉工具，在焊接區產生摩擦熱和變形，從而形成一個焊接區域，在焊接過程中材料仍然處于固相狀態。焊接過程中焊接溫度較低，將有助于避免裂紋、氣孔等熔化焊接缺陷的產生，使組織粗化的傾向降低，使得焊接接頭的強度和韌性均得到提高。

先前攪拌頭設計上較為單一，在攪拌摩擦焊焊接純鋁、3系鋁合金或銅合金等塑形軟化程度高的金屬，為防止材料逸出，在軸肩位置常常使用螺旋結構保證塑形材料的包絡，使焊縫結構致密。另外在特殊工況狀態下板厚差較大、長距離焊縫等狀態，無法保證軸肩位置壓入量的一致性，增添螺旋槽增加材料整體的塑性流動狀態適應板厚變化對焊縫位置的影響。但由于軸肩位置螺旋結構的單流動模式，導致焊縫熱輸入增高，焊縫區域晶粒尺寸長大，進而導致材料性能下降，另一方面，較高的焊縫表面熱輸入和強烈的攪拌作用會使焊縫表面成型質量下降，嚴重的會出現毛刺、過燒、起皮等焊接缺陷。

在使用攪拌摩擦焊焊接對焊縫表面成型有要求或焊后不加工表面的產品時，常常采用同心圓或內凹的軸肩設計，保證材料在軸肩與工件之間的空腔內塑性流動，進而形成優良的焊縫表面，但在較軟材料或長距離焊縫時，經常出現材料逸出過多，進而導致的焊縫出現嚴重的孔洞或溝槽缺陷，影響焊縫性能。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種低下壓成型可控的攪拌摩擦焊組合軸肩雙流動焊具。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案:

提供一種低下壓成型可控的攪拌摩擦焊組合軸肩雙流動焊具，該焊具包括有夾持部、軸肩部和攪拌針，所述攪拌針設置在軸肩部的前端，并且該攪拌針為圓柱、圓錐臺或其他設計結構，攪拌針的前端設有圓角端部，軸肩部的前端設有內部同心圓槽區域和外部螺旋槽區域。

優選地，所述焊具為高速工具鋼或者鎳基合金、碳化鎢鈷合金、Wo-Co合金鋼或者多晶立方氮化硼等。

優選地，所述攪拌針的長度L與焊接深度H的關系為：L＝H-0.2～0.3mm。

優選地，所述內部同心圓槽區域直徑和外部螺旋槽區域寬度的比例關系為1:0.2～8。

本實用新型的有益效果：本實用新型的有點如下：

1、可以有效包絡被焊金屬，適合焊接純鋁等塑形化程度高的金屬；

2、實現焊接壓入量自適應，適應板厚變化-0.3～+1mm；

3、提高焊縫表面金屬流動，改善焊縫表層軸肩影響區域微觀組織；

4、抑制焊縫表面毛刺等缺陷的產生，提高焊縫表面成形質量。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對本實用新型實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型的立體結構示意圖；