[实用新型]一种搅拌摩擦焊用同轴多搅拌针的搅拌头

说明书

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊接技术，是一种搅拌摩擦焊用搅拌头。

背景技术

搅拌摩擦焊用搅拌头是搅拌摩擦焊的重要焊接元件，目前搅拌摩擦焊接多采用单肩搅拌头，存在焊接接头根部“焊不透”缺陷及焊接中空构件（无背部支撑焊接）困难等问题，为此发展了双轴肩搅拌头及其多针搅拌头，专利申请201410691524X提出一种可更换搅拌针的双轴肩搅拌摩擦焊用搅拌头，可更换焊接不同厚度母材的搅拌针；专利申请2009801089895提出一种焊接中空构件的多轴肩搅拌摩擦焊搅拌头，可通过螺纹调节多个双轴肩同时进行多层接头焊接。但上述搅拌头的轴肩距在焊前调节确定后就不能在焊接过程中改变，而实际焊接生产中，轧制或挤压的焊接母材及构件在焊接方向的接头厚度存在偏差，其焊接装卡也存在误差，使采用双轴肩固定的搅拌头在焊接中的摩擦力发生变化，致使热输入不均匀，从而导致整条接头的力学性能不一致，且为保证热输入，往往将双轴肩间距调整偏小，从而出现接头偏薄和过热（使接头晶粒增大，强度降低）、搅拌头寿命降低或损坏及焊接设备载荷增大等问题。

发明内容

本发明可提供一种搅拌摩擦焊用同轴多搅拌针的搅拌头，可对多层中空构件的多层接头同时进行对焊，在焊前可较准确地调整各层接头表面适合的摩擦压力并在焊接过程中保持其压力稳定不变，使各层接头都能得到理想的组织形态和较高的力学性能。

本发明的技术方案是：一种搅拌摩擦焊用同轴多搅拌针的搅拌头的特征是它由上轴肩、上搅拌轴、下搅拌轴、中轴、表轴肩、底轴肩、压簧、固定轴、托盘构成，其中：

1）在上轴肩的摩擦面中心沿轴向制有连接孔；

2）上搅拌轴由其上部的连杆连接搅拌针，搅拌针再连接下部的花键形成一体构件，在其底部轴心沿轴向都制有连接孔；

3）下搅拌轴由搅拌针与连接两端的花键形成一体构件，在花键的端面轴心沿轴向制有连接孔；

4）表轴肩的一端制有与母材接头表面接触的摩擦面，在其轴心沿轴向制有花键孔，在其外圆壁上制有接触压簧的凸台；

5）底轴肩的一端制有与母材接头底面接触的摩擦面，在其轴心沿轴向制有花键孔，在其外圆壁上制有接触压簧的凸台；

6）中轴由中间部分的中螺杆与连接两端的连杆形成一体构件；

7）固定轴由上连杆和下螺杆构成；

8）在托盘的轴心沿轴向制有螺孔；

9）当下搅拌轴数量是1时，上轴肩的连接孔与上搅拌轴的连杆连接，上搅拌轴的连接孔与中轴的一端的连杆连接，中轴的另一端的连杆与下搅拌轴的一端的连接孔连接，下搅拌轴的另一端的连接孔与固定轴的上连杆连接；当下搅拌轴数量大于1时，最下面的下搅拌轴的一端的连接孔与中轴的连杆连接，另一端的连接孔与固定轴的上连杆连接，其它的下搅拌轴的连接孔都与中轴的连杆连接；当上轴肩轴线转动时，与上轴肩连接在一起的上搅拌轴、下搅拌轴、中轴、固定轴随之同轴转动；

10）上搅拌轴的花键与一个底轴肩的花键孔滑动连接，其底轴肩的摩擦面朝上与上轴肩的摩擦面相对；

11）每个下搅拌轴的一端的花键都与一个表轴肩的花键孔滑动连接，另一端的花键都与一个底轴肩的花键孔滑动连接，其表轴肩的摩擦面与底轴肩的摩擦面相对；

12）每个中轴的中螺杆都与两个托盘的螺孔连接，固定轴的下螺杆与托盘的螺孔连接；

13）在表轴肩的凸台和托盘之间安装压簧，在底轴肩的凸台和托盘之间安装压簧。

所述的上轴肩的连接孔是螺孔或是花键孔，上搅拌轴的连杆是螺杆或是花键，上搅拌轴的连接孔是螺孔或是花键孔，下搅拌轴的连接孔是螺孔或是花键孔，中轴的连杆是端螺杆或是花键，固定轴的上连杆是螺杆或是花键。

所述的上轴肩的连接孔与上搅拌轴的连杆连接是指上轴肩的螺孔与上搅拌轴的螺杆连接，或是指上轴肩的花键孔与上搅拌轴的花键连接；上搅拌轴的连接孔与中轴的连杆连接是指上搅拌轴的螺孔与中轴的端螺杆连接，或是指上搅拌轴的花键孔与中轴的花键连接；中轴的连杆与下搅拌轴的连接孔连接是指中轴的端螺杆与下搅拌轴的螺孔连接，或是指中轴的花键与下搅拌轴的花键孔连接；下搅拌轴的连接孔与固定轴的上连杆连接是指下搅拌轴的螺孔与固定轴的上螺杆连接，或是指下搅拌轴的花键孔与固定轴的上花键连接。

所述的下搅拌轴的数量与多层接头的母材的层数相同；上搅拌轴的搅拌针和下搅拌轴的搅拌针的长度可同于或略大于母材各层接头的厚度。