一种用于优角接头搅拌摩擦焊焊具.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109551099A(43)申请公布日2019.04.02(21)申请号201811527306.7(22)申请日2018.12.13(71)申请人上海航天设备制造总厂有限公司地址200245上海市闵行区华宁路100号(72)发明人夏佩云尹玉环董吉义李丹周培培许辉汤化伟徐奎髙嘉爽(74)专利代理机构上海航天局专利中心31107代理人余岢(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图3页(54)发明名称一种用于优角接头搅拌摩擦焊焊具(57)摘要本发明公开了一种用于优角接头搅拌摩擦焊焊具，本发明提供的焊具包含：轴肩、搅拌针、轴承。轴肩与搅拌针之间通过轴承实现相对运动，搅拌针旋转，轴肩静止，用于优角(大于180°)角接头搅拌摩擦焊。轴肩沿焊接方向具有流线形状的特殊外形，焊接前端呈船型张开，减小焊接阻力，后端贴实接头，起到碾压、成形焊缝作用；轴肩沿焊缝截面方向呈近似接头的优角，具有包拢材料的型面特征。搅拌针与轴肩同轴装配，两者具有合适的间隙，并设计特殊的螺纹结构和塑化材料停留空间。通过本发明，可以实现优角接头搅拌摩擦焊，焊缝保持优角外形，并且焊缝几乎无减薄、表面光滑。CN109551099ACN109551099A权利要求书1/1页1.一种用于优角接头搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，包括：轴肩、搅拌针、轴承；所述轴肩与搅拌针之间通过轴承实现相对运动，搅拌针旋转，轴肩静止，用于优角接头搅拌摩擦焊。2.依据权利要求1所述的用于优角接头搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述轴肩外形角度接近待焊的优角接头外形，焊缝外形与焊前优角形状基本一致。3.依据权利要求1所述的用于优角接头搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述轴肩的作用面沿焊缝长度方向具有流线型，焊接前端呈船型张开，不与焊接材料接触；临近搅拌针区域呈内凹型，聚拢材料；焊接后端贴实焊缝，碾压成形形成光滑焊缝。4.依据权利要求1所述的用于优角接头搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述轴肩的作用面沿焊缝截面方向具有呈近似接头的优角，所述优角稍小于工件的优角，型面中心区域高于工件的表面，外沿与工件贴实，在行进过程中利用轴肩的后端对材料进行碾压成形。5.依据权利要求1所述的用于优角接头搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述搅拌针与轴肩的间隙为0.15-0.25，所述间隙处设置螺纹结构。2CN109551099A说明书1/2页一种用于优角接头搅拌摩擦焊焊具技术领域[0001]本发明涉及角接头搅拌摩擦焊，特别涉及优角接头的工件的搅拌摩擦焊，可实现优角接头的搅拌摩擦焊，焊缝外形保持优角，近无减薄。背景技术[0002]目前，搅拌摩擦焊是一种新型的固相焊技术，具有高强度、低应力变形、绿色焊接等优点，在铝合金、镁合金、铜合金构件中大量应用，但大多数的接头形式为对接、搭接形式。由于传统搅拌摩擦焊技术的限制，搅拌针和轴肩一体设计无法实现异形接头的焊接，如角接头、T-型接头。随着静止轴肩技术的发展，由于轴肩的静止，使角接头、T-型接头的搅拌摩擦焊成为可能。目前已有的研究大多是关于施焊侧小于180°，如图1所示。但是，对于一些构件从内侧施焊的空间狭小，焊接施焊侧的角度大于180°，因此，本发明主要解决大于施焊侧角度大于180°的构件的角接头的搅拌摩擦焊，提供一种大于180°角接头施焊的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具。发明内容[0003]本发明解决优角接头静止轴肩搅拌摩擦焊工艺实现，可根据优角接头的角度设计特定的轴肩外形，从而实现优角接头搅拌摩擦焊。本发明提供一种用于优角接头搅拌摩擦焊的焊具。[0004]本发明提供的优角接头搅拌摩擦焊的焊具包括：轴肩、轴承、搅拌针。[0005]轴肩与搅拌针之间通过轴承实现相对运动，搅拌针旋转，轴肩静止，用于优角接头搅拌摩擦焊。[0006]进一步，本发明的方案中，轴肩与接头接触面根据接头外形角度进行特殊设计，一般轴肩外形角度接近待焊的优角接头外形，焊缝外形与焊前优角形状基本一致。[0007]进一步，轴肩的作用面沿焊缝长度方向具有特殊流线型，焊接前端呈船型张开，不与焊接材料接触，临近搅拌针区域呈内凹型或逐渐贴近焊缝的弧线形，焊接后端贴实焊缝，碾压成形形成光滑焊缝。[0008]进一步，轴肩的作用面沿焊缝截面方向具有呈近似接头的优角，优角型面中心区域高于工件的表面，外沿与工件贴实，具有包拢材料的作用。[0009]进一步，搅拌针与轴肩的间隙为0.15-0.25，间隙处设计螺纹结构，可对进入间隙的材料向下的驱动力，并设计有塑化材料的停留空间。[0010]本发明的方案中，通过轴肩静止，搅拌针旋转，两者通过轴承实现相对运动，轴肩的特殊的流线型的外形设计，前端的船型开口设计减小了静止轴肩焊接时的摩擦力，后端平滑过渡与材料接