[发明专利]一种用于厚板叠层铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头

权利要求书

1.一种用于厚板叠层结构铝合金搅拌摩擦焊接的搅拌头，其特征在于，包括：与摩擦焊机主轴相连接的夹持端、支撑体和搅拌端组成；所述的搅拌端为分层结构，每一层均由都轴肩和搅拌针组成，其中，第二层轴肩和第三层轴肩为环形凸起状；所述的夹持端和支撑体的一端相连，支撑体的另一端与第一层轴肩相连，所述的第一层轴肩与第一层搅拌针相连，第一层的搅拌针底部与第二层轴肩相连；各层搅拌针上均设有增加金属流动性的螺纹，且末端搅拌针的螺纹头数大于前端搅拌针；为控制叠层铝合金层间金属流动，设置搅拌端各层轴肩和搅拌针的直径逐渐减少。

2.根据权利要求1所述的用于厚板叠层结构铝合金搅拌摩擦焊接的搅拌头，其特征在于，满足控制叠层铝合金层间金属流动条件为，第二层和第三层轴肩的直径大于前一层搅拌针底部直径，且第二层和第三层轴肩厚度不小于2.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的用于厚板叠层结构铝合金搅拌摩擦焊接的搅拌头，其特征在于，第二层和第三层轴肩为环形凸起状，与搅拌针连接处采用圆弧过渡。

4.根据权利要求1所述的用于厚板叠层结构铝合金搅拌摩擦焊接的搅拌头，其特征在于，增加厚板铝合金底部的金属流动条件为，每一层搅拌针根部直径为从其根部到焊缝底部长度的1-1.5倍。

5.根据权利要求1所述的用于厚板叠层结构铝合金搅拌摩擦焊接的搅拌头，其特征在于，所述的各层搅拌针形状为圆台形，搅拌针倾角为15°。

6.根据权利要求5所述的用于厚板叠层结构铝合金搅拌摩擦焊接的搅拌头，其特征在于，所述的各层搅拌针上均设有螺纹凹槽，螺纹凹槽深度不小于0.6mm，螺距7mm，且各层的螺纹头数有所差别，第一层和第二层搅拌针表面有2头螺纹，螺距6mm；第三层搅拌针表面设有3头螺纹，增加螺纹头数有利于塑性金属流动。

7.根据权利要求1所述的用于厚板叠层结构铝合金搅拌摩擦焊接的搅拌头，其特征在于，所述的第一层轴肩设置为内凹且同心圆凹槽，凹槽深度0.5mm，轴肩内凹角度为15°；或用螺旋凹槽代替同心圆凹槽。

8.根据权利要求1所述的用于厚板叠层结构铝合金搅拌摩擦焊接的搅拌头，其特征在于，所述的搅拌头搅拌端具有的层数与焊件的层数相等，焊接时第二层、第三层轴肩位于焊件的层与层交界处。