[發(fā)明專利]一種用于真空腔體的摩擦攪拌焊的焊接頭及焊接方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010597412.3
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111889873A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟進
• 申請（專利權(quán)）人: 上海暢橋真空系統(tǒng)制造有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 北京沁優(yōu)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11684
• 代理人: 方仕杰

本發(fā)明涉及摩擦攪拌焊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于真空腔體的摩擦攪拌焊的焊接頭及焊接方法，該焊接頭包括攪拌頭與攪拌針，所述攪拌針固定設(shè)置于攪拌頭一側(cè)端面處，所述攪拌頭上設(shè)有預(yù)熱磨粒部。該裝置通過在焊接頭上設(shè)置預(yù)熱磨粒部，通過預(yù)熱磨粒部上散落的磨粒來增加焊接頭端面與待焊接工件之間的摩擦接觸面積以及摩擦系數(shù)，并由此可加速焊接頭與工件之間熱量產(chǎn)生的速度，同時也由此縮短了工件達到熱塑性狀態(tài)時的時間，因此可加快焊接頭在工件上的移動速度，從而加快焊接速度，以提高焊接效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及摩擦攪拌焊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于真空腔體的摩擦攪拌焊的焊接頭及焊接方法。

背景技術(shù)

摩擦焊是利用工件端面以及焊接部件之間的相互運動、相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使得工件的焊接部溫度升高達到熱塑性狀態(tài)，然后通過攪拌頭將兩組工件迅速攪拌頂鍛至一體，從而完成焊接的一種方法。摩擦焊可以方便地連接同種或異種材料，包括金屬、部分金屬基復(fù)合材料、陶瓷及塑料。由于摩擦攪拌焊在進行焊接時腔體受熱區(qū)域小，可極大的減小腔體的變形；且焊接熔深更高可以提高產(chǎn)品的成品率，同時通過攪拌摩擦焊焊接后的外部焊縫更加美觀。由此近年來通過使用摩擦攪拌焊的方式對真空腔體進行焊接的方式正在被逐漸應(yīng)用。

但是，由于摩擦攪拌焊的本身是通過各部件之間的相互摩擦產(chǎn)生的熱量來使工件達到熱塑性的狀態(tài)，由此在焊接攪拌頭進行焊接時，需要快速轉(zhuǎn)動以產(chǎn)生摩擦熱，但是僅通過摩擦生熱來加熱工件以達到熱塑性的狀態(tài)所需要的時間較長，由此現(xiàn)有的摩擦攪拌焊的焊接方法焊接耗時較高，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于真空腔體的摩擦攪拌焊的焊接頭及焊接方法，該裝置可快速提高得焊接工件焊接部的溫度，從而提高工件的焊接效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種用于真空腔體的摩擦攪拌焊的焊接頭，包括攪拌頭與攪拌針，所述攪拌針固定設(shè)置于攪拌頭一側(cè)端面處，其特征在于，所述攪拌頭上設(shè)有預(yù)熱磨粒部，所述預(yù)熱磨粒部包括多組摩擦顆粒，所述摩擦顆粒的硬度小于待焊部件的硬度。

在本發(fā)明中，進一步的，沿所述攪拌頭的軸向開設(shè)有多組容置槽，多組所述容置槽內(nèi)固定穿設(shè)有預(yù)熱磨粒部。

在本發(fā)明中，進一步的，所述容置槽與預(yù)熱磨粒部之間設(shè)有施壓組件，所述施壓組件為預(yù)熱磨粒部施加壓力，使預(yù)熱磨粒部可脫離容置槽的限制自由向下滑動。

在本發(fā)明中，進一步的，所述施壓組件包括施壓環(huán)與緩沖部，所述施壓環(huán)共軸線套設(shè)于攪拌頭外側(cè)壁上，所述緩沖部連接于施壓環(huán)與預(yù)熱磨粒部之間。

在本發(fā)明中，進一步的，所述緩沖部設(shè)置為具有形變吸能的彈性件。

在本發(fā)明中，進一步的，所述容置槽與攪拌頭靠近攪拌針一側(cè)底面的交匯處設(shè)有倒角，以使摩擦顆粒更容易進入攪拌頭與待焊部件之間的縫隙內(nèi)。

在本發(fā)明中，進一步的，所述預(yù)熱磨粒部包括生石灰磨摩擦部與反應(yīng)液容置部，所述生石灰磨摩擦部與反應(yīng)液容置部間隔設(shè)置于多組容置槽內(nèi)。

同時，本發(fā)明還提供一種用于真空腔體的摩擦攪拌焊接方法，用于對第一待焊部件與第二待焊部件之間形成的焊縫進行焊接，其特征在于，

夾裝待焊部件，移動第一待焊部件與第二待焊部件，使所述第一待焊部件與第二待焊部件的待結(jié)合端部相互拼合以形成待焊接部，然后夾裝固定第一待焊部件與第二待焊部件；

提供焊接頭，包括攪拌頭與攪拌針，所述攪拌針固定設(shè)置于攪拌頭一側(cè)端面處，沿所述攪拌頭的軸向開設(shè)有多組容置槽；

安裝預(yù)熱磨粒部，將預(yù)熱磨粒部穿入容置槽內(nèi)，并保證在自然狀態(tài)下預(yù)熱磨粒部不會與容置槽之間發(fā)生相對位移。