[实用新型]一种轨道车辆用搅拌头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轨道车辆用搅拌头，尤其适用于轨道交通搅拌摩擦焊产品如车体侧墙板、长地板、空调板等部件。

背景技术

在轨道交通行业，随着列车速度的不断提高，对列车减轻自重，提高接头强度及结构安全性要求越来越高。目前轨道交通车辆中铝合金车体的焊接大多采用熔化焊。铝合金在采用熔化焊工艺时，对环境温湿度要求高，焊缝容易出现气孔、热裂纹、接头软化等焊接缺陷，焊接变形大，焊接难度大，对焊工的技能要求高，这些因素困扰了铝合金车体焊接技术的持续提升。由于搅拌摩擦焊（以下简称FSW）焊接接头强度优于MIG焊焊接接头，并且缺陷率低，制造成本低，变形小，对工人技能水平及环境温湿度要求低，所以目前在高速铝合金列车的制造中采用FSW技术，已成为主流趋势。搅拌头是搅拌摩擦焊接设备最重要组成部分之一，是搅拌摩擦焊接技术的核心。它与被焊工件相互作用，实现焊接材料的连接。

目前，国内如南车株洲电力机车有限公司的搅拌摩擦焊工艺采用搅拌头采用工具钢整体加工而成，其包括搅拌针段、轴肩和夹持段，如图1所示。搅拌针段位于搅拌头的顶部；轴肩位于搅拌针段和夹持的过渡区，与被焊工件作用，实现焊接材料的连接。这种搅拌针的长度固定，但随着搅拌摩擦焊焊缝的焊接，搅拌针部位会存在着一定程度的磨损，继续使用将造成母材搅拌不充分，导致焊接缺陷。一般在搅拌头焊接量达到1000m长时就将该搅拌头报废，报废的搅拌头只能回炉，造成了大量的资源浪费。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种轨道车辆用搅拌头，该搅拌头可以有效地降低生产和维护成本，提高搅拌头的使用寿命，且结构简单，通用性高，焊接性能良好。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种轨道车辆用搅拌头，包括兼作轴肩和夹持部的本体，搅拌针；其结构特点是，所述本体轴向开有中心孔，所述搅拌针可拆卸地固定在该中心孔内且针尖段伸出所述中心孔外。

由此，当搅拌针磨损时，可以将搅拌针抽出一些，紧固后继续使用。搅拌针报废后，更换搅拌针即可，勿须更换整个搅拌头。

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

为了提高产品的焊接性能，所述搅拌针针尖段外表面开有螺旋沟槽。优选所述螺旋沟槽的槽深为2.5-3.5mm，槽宽2.5mm-3.5mm。优选所述螺距为0.5mm-2mm。螺旋沟槽可以促进金属的流动，同时，根据螺旋方向控制搅拌头旋转方向可以使金属从上部流动到下部，避免金属从轴肩处溢出，造成材料无法填充到下部形成焊接缺陷的情形。

优选地，所述本体的轴肩表面呈涡状线，由此可以更好地提高金属流动性，保证材料发生充分的动态软化，从而提升接头性能。

作为一种具体的可拆卸更换搅拌针的结构形式，所述本体的轴肩靠近搅拌针针尖段处的侧壁上开有固定孔，所述搅拌针通过穿过该固定孔的紧固件固定在本体上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的搅拌针可拆卸方式极大地降低了生产和维护成本，提高了搅拌头的使用寿命，且结构简单，通用性高，焊接性能良好。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。

附图说明

图1是现有搅拌头的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的结构原理图；

图3是本实用新型所述兼作轴肩和夹持部的本体的结构示意图；

图4是图3的纵剖面示意图；

图5是本实用新型所述搅拌针的结构示意图。

在图中

1-夹持段；2-轴肩；3-搅拌针段；4-本体；5-搅拌针；6-螺旋沟槽；7-中心孔；8-紧固件。

具体实施方式

一种轨道车辆用搅拌头，如图2所示，包括本体4，可拆卸地装在本体4的中心孔7内的搅拌针5。所述本体4兼作轴肩和夹持部。

本实用新型的搅拌头不再使用工具钢整体加工，而是采用两颗内六角螺栓固定前端搅拌针，搅拌针可以方便拆卸及更换，极大的提高了搅拌头的使用寿命。后方轴肩及本体位为中空结构，轴肩表面采用涡状线形式，搅拌针为三沟螺旋沟槽，槽深3mm，宽3mm，螺距1mm，有利于被焊金属的充分搅拌与流动。同时，根据螺旋方向控制搅拌头旋转方向可以使金属从上部流动到下部，避免金属从轴肩处溢出，造成材料无法填充到下部形成焊接缺陷的情形。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。