[实用新型]一种搅拌摩擦焊的搅拌头

说明书

本实用新型提供一种搅拌摩擦焊的搅拌头，包括依次连接的搅拌针、轴肩、连接柱和夹持柄，搅拌针由下段的锥台形搅拌针头部和上段的圆柱形搅拌针底部组成，所述轴肩顶部端面边缘设有环形凸台，凸台内侧至搅拌针根部的连接端面为内凹的倾斜面，搅拌针的外表面刻有螺纹槽和大螺旋沟槽，倾斜面上设有若干条环形凹槽。本实用新型能提高铝/钢异种材料搅拌摩擦焊时材料的产热量，解决了铝/钢搅拌摩擦焊过程中产生孔洞等缺陷的问题，进一步改善接头的力学性能。

技术领域

本实用新型涉及搅拌摩擦焊技术领域，具体地讲涉及一种搅拌摩擦焊的搅拌头。

背景技术

铝/钢异种材料的搅拌摩擦焊方法是利用搅拌头的转动与其周围母材摩擦产热、破碎工件表面的氧化层、转移塑化流动金属从而实现母材的连接。由于铝和钢之间热物理化学性质的巨大差异，在搅拌头的剧烈搅拌作用下铝和钢的流动性不协调，同时钢本身较高的熔点和较高的硬度，因此对于铝和钢的对接搅拌摩擦焊而言存在着较大的困难。搅拌头是铝/钢异种材料搅拌摩擦的核心，搅拌头的结构设计对热输入量和塑化金属的流动行为有重要的影响。中国专利CN 206263437 U公开了一种搅拌摩擦焊的搅拌头，该专利申请的搅拌头采用轴肩端面内凹，可以减少飞边产生，但是内凹轴肩对工件的挤压不足，导致铝/钢焊接时摩擦产热不够；带螺纹槽的圆柱与圆锥台组合的搅拌针结构，可以减少前进阻力，但是并不能改善铝/钢搅拌摩擦焊时塑化金属的流动性。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的缺陷，提供了一种搅拌摩擦焊的搅拌头，目的是解决铝/钢搅拌摩擦焊时因热量不足而导致的材料流动性差、容易产生孔洞和沟槽等缺陷的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种搅拌摩擦焊的搅拌头，依次连接的搅拌针、轴肩、连接柱和夹持柄，所述轴肩顶部端面边缘设有环形凸台，所述凸台内侧至搅拌针根部的连接端面为内凹的倾斜面。

进一步地，所述搅拌针为两级结构，由下段的锥台形搅拌针头部和上段的圆柱形搅拌针底部组成，所述搅拌针的外表面刻有螺纹槽，所述圆柱形搅拌针底部的螺纹槽上沿竖直方向刻有大螺旋沟槽。

进一步地，所述倾斜面的倾斜度为5°～10°。

进一步地，所述倾斜面上设有若干条环形凹槽。

进一步地，所述大螺旋沟槽的数量为2条。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩顶部端面边缘设有环形凸台，且所述凸台内侧至搅拌针根部的连接端面为内凹的倾斜面，轴肩顶部端面边缘设置的环形凸台可以保证轴肩对工件充分挤压的同时又可以保证轴肩斜面在焊接时和工件形成一个凹腔用来储存材料，可以减少飞边产生，带有环形凸台及凹槽的轴肩倾斜面以及带螺纹槽和大螺旋沟槽的圆柱与锥台组合的搅拌针结构可以高速转动，增加了铝/钢异种接头的产热量，提升了材料的流动性，解决了铝/钢异种材料搅拌摩擦焊接过程中接头容易产生孔洞等缺陷的问题，提高了铝/钢搅拌摩擦焊接接头质量。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型轴肩端面示意图;

其中:1-搅拌针;1.1-圆柱形搅拌针底部；1.2-锥台形搅拌针头部；1.3-螺纹槽；1.4-大螺旋沟槽；2-轴肩;2.1-凸台；2.2-倾斜面；2.3-凹槽；3-连接柱;4-夹持柄。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。