[發明專利]一種同軸送粉回填式攪拌摩擦點焊工具及方法

在審

• 申請號: 202110525519.1
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號: CN113102875A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 張坤;仇曉磊;孫笑旸;喬勝;朱鐵成;范琦
• 申請（專利權）人: 江蘇銘岳智能裝備有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 鹽城亭遠專利代理事務所(普通合伙) 32486
• 代理人: 郭超

本發明提供一種同軸送粉回填式攪拌摩擦點焊工具及方法，包括攪拌針、軸肩和壓緊套，所述攪拌針的中心軸設置有送料通道，所述軸肩套接所述攪拌針上，所述壓緊套套接在所述軸肩上，本發明通過同軸送粉回填式攪拌摩擦點焊工具，在焊接過程中進行添加粉料，有效的解決常規回填式攪拌摩擦點焊方法存在的凹坑和環形溝槽問題，同時粉料的添加還可以實現在試板上形成增材制造。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，具體為一種同軸送粉回填式攪拌摩擦點焊工具及方法。

背景技術

攪拌摩擦點焊是在攪拌摩擦焊技術上，發展起來的一種新型的焊接技術。其工作原理和攪拌摩擦焊基本相同，不同之處是攪拌摩擦點焊不會隨著攪拌工具發生線性的運動，在原位完成焊接作業。常規的攪拌摩擦點焊由于攪拌頭扎入導致被焊接材料被強行擠出焊接區，在焊接結束后攪拌頭抽離的過程中又沒有對材料對焊接區進行填充，導致焊接結束后殘留有與攪拌針外形近似的工藝尾孔。

工藝尾孔的存在弱化了焊接接頭的強度和綜合性能，為了解決這個問題，德國GKSS公司推出了回填攪拌摩擦點焊裝置，采用分體式攪拌頭，外加用于防止焊接區材料外溢的壓緊套，壓緊套，軸肩，攪拌針三種共同作用構成了可以實現焊接材料擠出-回填的回填式攪拌摩擦點焊的焊接工具。

在回填攪拌摩擦點焊焊接時，由于攪拌針，軸肩，以及壓緊套筒之間的空腔的存在，導致擠出的部分材料不可避免的會殘留在這些空腔中，導致回填的材料部分缺失，焊接區會形成凹坑，同時接頭也會形成環形溝槽，這些會直接影響接頭的綜合性能。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明目的是提供一種同軸送粉回填式攪拌摩擦點焊工具及方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：一種同軸送粉回填式攪拌摩擦點焊工具，包括攪拌針、軸肩和壓緊套，所述攪拌針的中心軸設置有送料通道，所述軸肩套接所述攪拌針上，所述壓緊套套接在所述軸肩上。

進一步地，所述送料通道直徑為0.1mm-0.3mm。

一種同軸送粉回填式攪拌摩擦點焊方法，包括以下步驟：

S1，將攪拌針的中心軸上加工設置有延其攪拌針長度方向設置的用于提供藥粉通過的送料通道，且將攪拌針連接至焊接驅動裝置上；

S2，將軸肩套接到攪拌針上；

S3，將壓緊套套接到軸肩上；

S4，焊前將軸肩與壓緊套的下表面位于同一平面；

S5，將攪拌工具定位到焊點上方，同時將攪拌針、軸肩和壓緊套壓緊在焊點上表面；

S6，將攪拌針相對于軸肩和壓緊套向上運動0.1-4mm，使攪拌針底部與軸肩底部之間形成空腔；

S7，將藥粉通過送料通道輸送至空腔中；

S8，將攪拌針底部向下移動至空腔中的藥粉，并壓緊；

S9，焊接開始，攪拌針旋轉向下運動，將空腔中的粉末材料高速旋轉壓入母材中，同時軸肩向上運動，在攪拌針的攪拌擠壓作用下，母材的焊接區域的材料被塑化，加入的藥粉和母材被塑化的材料，其中攪拌針的擠壓下流向軸肩向上運動所留下的空腔中，并在此過程中，顆粒狀的粉末與塑化材料充分融合；

S10，待融合后攪拌針向上回抽，軸肩向下旋轉運動，使位于空腔中的被塑化的母材和填充的藥粉末在軸肩的攪拌擠壓作用下回填到焊接區域形成焊點；

S11，調整攪拌針和軸肩同時回到零點位置，且攪拌針和軸肩回到零點位置后，繼續在焊點表面旋轉，以確保被塑化的母材和添加的藥粉材料充分的流動，使焊點表面更加光滑，完成焊接過程通過本發明前述公開，相較于現有具有以下特點：