[实用新型]一种组合式搅拌摩擦焊接工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及搅拌摩擦焊技术领域，涉及一种搅拌头、转换套和刀柄可拆卸重复使用的组合式搅拌摩擦焊接工具。

背景技术

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，简称FSW)是1991年由英国焊接研究所(The Welding Institute)发明，属于一种新型的固相连接技术。由于焊接过程温度较低、焊缝强度较高、焊接接头残余应力较低和焊后工件变形较小等优点，适用于轻合金低熔点材料的焊接，尤其对于一些传统熔焊方法无法实现焊接的材料，通过FSW技术得到了有效连接，并且在焊接过程中克服了熔焊出现的气孔和热裂现象。此外，FSW技术在焊接过程中不产生烟尘、飞溅，噪声低、无污染等特点，FSW被誉为“绿色焊接技术”，目前已经在航空、航天、船舶、汽车、电子等众多领域都得到了大量应用，而且应用的深度和广度呈现急速增长态势，具有非常好的开发潜力和应用前景。

目前，国内外搅拌摩擦焊接工具的刀柄与搅拌头连接主要是采用侧固式连接定位装配，通常包括搅拌头和刀柄两部分。制造过程中，搅拌头制造成具有较长夹持柄的一体式结构(见附图1)，这样，当搅拌针和轴肩磨损后，必须更换整个搅拌头。此外，采用侧固式装配，夹持柄与连接孔需要一定的间隙，在紧固后搅拌头与刀柄不能保持较好的同轴度。搅拌摩擦焊接过程是一个热-机综合作用，搅拌头在一定温度下工作(焊接温度通常为母材熔点的80％)，搅拌针和轴肩磨损相对较高；并且，搅拌头在工作过程中同时进行旋转和进给两种运动形式，当搅拌头与刀柄同轴度较差时，搅拌针在工作温度下承受周期力作用，搅拌头由于受热、力的综合作用疲劳性能显著降低，导致搅拌头的使用寿命大幅度减小。这样，当轴肩和搅拌针磨损，或者搅拌针受热疲劳断裂时，需丢弃整个搅拌头；搅拌头的材料通常选用耐热和强韧性较高的工具钢，采用侧固式搅拌头所需材料相对多，造成了材料和制造成本的增加。

实用新型内容

为了提高搅拌头的使用寿命，降低搅拌头成本，本实用新型所要解决的技术问题在于，其一提供一种能够降低搅拌头制造和使用成本，节省原材料的搅拌头，其二优化焊接系统结构，提高工具的使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下方案实现：

一种组合式搅拌摩擦焊接工具，包括搅拌头、转接套和刀柄；

搅拌头的一端设有搅拌针，搅拌头的另一端设有第一连接螺杆；

转接套的一端设有第一螺纹孔，转接套的另一端设有第二连接螺杆，所述搅拌头上的第一连接螺杆与转接套上的第一螺纹孔螺纹连接；

刀柄的一端设有第二螺纹孔，所述转接套上的第二连接螺杆与刀柄上的第二螺纹孔螺纹连接。

优选地，所述第一连接螺杆的与搅拌头结合的端部设有第一定位凸台。

优选地，所述搅拌针呈圆锥形。

优选地，所述搅拌头的周面上设有第一铣扁。

优选地，第二连接螺杆的与转接套结合的端部设有第二定位凸台。

优选地，所述转接套的周面上设有第二铣扁。

优选地，刀柄的周面上设有第三铣扁。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：1)节约搅拌头原材料，由于本实用新型采用了组合式结构设计，在搅拌头磨损后，仅更换搅拌头即可，转接套无需更换，这样大大节约了工具材料和加工成本；2)搅拌头尺寸要求减小，工具材料在热处理过程中有利于淬透，这样能保持工件整体一致性，提高材料的耐磨性和热稳定性，增加搅拌头的使用寿命；3)采用螺纹连接结构，可显著提高搅拌头与刀柄之间的同轴度，降低搅拌头疲劳强度，延长搅拌头的使用寿命。4)转接套部位不需更换，只更换搅拌头即可；5)采用了螺纹连接方式，易于实现焊接过程的自动化更换搅拌头；6)通过调整连接部位的螺纹旋向，焊接过程可实现转接套和搅拌头的自动紧固，且易拆卸；7)夹持部位与连接孔内均成型有定位凸台使工件间相互配合紧密，且非常便于装配。

附图说明

为了使本实用新型的内容更易于理解，下面根据本实用新型具体实施例并结合附图，对本实用新型进一步详细说明，其中

图1是传统一体式搅拌头结构示意图。

图2是本实用拆分示意图；

图3为搅拌头的立体结构示意图；

图4为从另一方向观察搅拌头的立体结构示意图；

图5为转接套的立体结构示意图；

图6为从另一方向观察转接套的立体结构示意图；

图7为刀柄的立体结构示意图；

图中附图标记表示为：其中a为搅拌头，b为转接套，c为刀柄；