[發明專利]一種無攪拌針的攪拌摩擦焊接頭及焊接工藝

在審

• 申請號: 202011218013.8
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112388149A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 王雷;秦煥軍;劉志超;李宏浩;李勝榮;佟志鵬;趙柏源;于涵
• 申請（專利權）人: 吉林啟星鋁業有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 吉林新發惠利知識產權代理事務所(普通合伙) 22216
• 代理人: 紀尚

一種無攪拌針的攪拌摩擦焊接頭及焊接工藝，屬于有色金屬加工技術領域，其焊接工藝是：將鋁合金工件沿焊接面貼合，攪拌頭軸肩壓入被焊接工件表面0.1?0.3mm，在焊縫外側形成預焊道，將工件連接成為一個整體；焊接參數為：攪拌頭針長0mm，主軸轉速2000R/min?2400R/min，焊接速度800mm/min?1000mm/min，焊接攪拌頭前傾角0.5°?2.5°，焊接壓力2400N?3400N。其特征是：在攪拌頭的頭部有突出的圓平面形攪拌頭軸肩，在攪拌頭軸肩的圓平面上開有螺旋線形條紋槽。有益效果是：1、無攪拌針的攪拌頭在焊接過程中對工件不施加橫向力，提高產品質量。2、消除工件錯邊，并在工件表面形成預焊道，使工件連接為一個整體，達到工件點固效果。

技術領域

本發明屬于有色金屬加工技術領域，涉及一種鋁型材焊接工藝的改進。

背景技術

在鋁合金焊接過程中，攪拌摩擦焊接具有接頭質量高、焊接變形小和焊接過程無污染等優點，是鋁合金優選的焊接方法，在汽車、船舶、機車車輛、航空和航天等制造領域具有廣闊的應用背景。

傳統的攪拌頭帶有攪拌針，焊接過程中會對工件施加軸向力和橫向力。軸向力為攪拌頭軸肩壓在工件表面的壓力，橫向力為攪拌頭攪拌針旋入工件中對工件施加的向外的壓力。工件在攪拌摩擦焊接過程中橫向力會導致焊縫張開，從而導致焊縫表面焊深或填充材料不足而引起內部孔洞缺陷。

發明內容

本發明的目的是：提供一種無攪拌針的攪拌摩擦焊接頭及焊接工藝，它可以防止攪拌摩擦焊接過程中焊縫張開，使用無攪拌針的攪拌頭對工件表面進行攪拌摩擦焊接，消除工件錯邊，并在工件表面形成預焊道，達到工件點固效果。

本發明的技術方案是：

本發明的焊接工藝是：將鋁合金工件沿焊接面貼合，使用無攪拌針的攪拌頭旋入到工件表面，攪拌頭軸肩壓入被焊接工件表面0.1-0.3mm，在焊縫外側形成預焊道，將工件連接成為一個整體；焊接參數為：攪拌頭針長0mm，主軸轉速2000R/min-2400R/min，焊接速度800mm/min-1000mm/min，焊接攪拌頭前傾角0.5°-2.5°，焊接壓力2400N-3400N。

本發明的焊接攪拌頭是：在攪拌頭的頭部有突出的圓平面形攪拌頭軸肩，在攪拌頭軸肩的圓平面上開有螺旋線形條紋槽，焊接攪拌頭的工作狀態呈前傾角0.5°-2.5°。

本發明的有益效果是：1、無攪拌針的攪拌頭在焊接過程中對工件不施加橫向力，可防止工件在焊接過程中張開，提高產品質量。2、消除工件錯邊，并在工件表面形成預焊道，使工件連接為一個整體，達到工件點固效果。

附圖說明

圖1是帶有攪拌針的針攪拌頭示意圖；

圖2是帶有攪拌針的攪拌頭焊接過程示意圖；

圖3是本發明焊接攪拌頭主視圖；

圖4是本發明焊接攪拌頭左視圖；

圖5是本發明焊接攪拌頭焊接過程示意圖；

圖6是本發明預焊道示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做具體描述：

其中：1是攪拌頭的攪拌針；2是有攪拌針的軸肩；3是無攪拌針的焊接攪拌頭軸肩；4是被焊工件表面；5是預焊道；6是螺旋線形條紋槽；7是焊接攪拌頭刀柄。

無攪拌針的焊接攪拌頭軸肩3為圓柱形，插接固定在焊接攪拌頭刀柄7腔體內，焊接攪拌頭軸肩3前端為圓形平面，在圓形平面上開有螺旋線形條紋槽，當焊接攪拌頭軸肩3高速旋轉，再與工件接觸工作時，提高摩擦系數，使兩個工件快速升溫熔接。

無攪拌針的焊接攪拌頭軸肩3旋轉速度旋入被焊接工件表面4中，旋轉速度為2200R/min，壓入量0.2mm，傾角2°，焊接壓力3000N。以900mm/min焊接速度在工件表面進行攪拌摩擦焊焊接，在工件表面形成預焊道5，使工件連接為一個整體，達到工件點固效果。