[发明专利]一种能增大铝钢搭接结合面积的搅拌摩擦焊具及焊接方法

权利要求书

1.一种能增大铝钢搭接结合面积的搅拌摩擦焊具，包括夹持体和搅拌针，夹持体包括上圆柱体(1)和下圆柱体(2)，上圆柱体、下圆柱体和搅拌针自上而下为一体结构，其特征在于：上圆柱体(1)上设置有夹持面(1-1)，上圆柱体(1)直径小于下圆柱体(2)直径，下圆柱体(2)上设置有隔热槽(2-1)，隔热槽数目至少三个，焊具速度轴肩内凹，焊具的轴肩与搅拌针根部曲面过渡，搅拌针呈上细下粗状，中间光滑曲面过渡，搅拌针的最下端(3)呈椭球状，椭球的长轴垂直于焊具的中心轴线，其短轴或与焊具的中心轴线重合或平行。 

2.根据权利要求1所述的一种能增大铝钢搭接结合面积的搅拌摩擦焊具，其特征在于：所述的焊具的材料采用高速工具钢、镍基合金、碳化钨钴合金、Wo-Co合金钢或者多晶立方氮化硼。 

3.根据权利要求1所述的一种能增大铝钢搭接结合面积的搅拌摩擦焊具，其特征在于：所述的焊具的轴肩与焊具中心线之间的倾角δ=70°-85°。 

4.根据权利要求1所述的一种能增大铝钢搭接结合面积的搅拌摩擦焊具，其特征在于：所述的搅拌针其上部直径为d₁，下部直径为d₂，d₂=d₁+1～4mm。 

5.根据权利要求1所述的一种能增大铝钢搭接结合面积的搅拌摩擦焊具，其特征在于：所述的搅拌针的长度应大于被焊接的铝板厚度的0.05～0.3mm。 

6.根据权利要求1所述的一种能增大铝钢搭接结合面积的搅拌 摩擦焊具，其特征在于：所述的搅拌针的上部细端直径d₁为铝板厚度的1～1.2倍。 

7.根据权利要求1所述的一种能增大铝钢搭接结合面积的搅拌摩擦焊具，其特征在于：所述的焊具的轴肩直径为搅拌针上端细部直径的d₁的2.5～3倍。 

8.一种能增大铝钢搭接结合面积的搅拌摩擦焊接方法，采用如权利要求1-7任一项所述的一种能增大铝钢搭接结合面积的搅拌摩擦焊具，其特征在于，方法如下： 

放置铝板在上，钢板在下，装夹固定好后，将焊具移至待焊处，焊具的最下端压入钢板内部深度为0.05～0.5mm，焊具以3～5mm／min的速度扎入，停留2s，以200～2000rpm，10～1000mm／min的速度进行焊接，焊接完成后停留2s，以3～5mm／min的速度抽出焊具，焊接过程结束。