[发明专利]一种改善搅拌摩擦焊搭接接头钩状缺陷的焊接装置及方法

权利要求书

1.一种改善搅拌摩擦焊接搭接接头钩状缺陷的焊接方法，其特征在于，包括如下焊接装置，所述焊接装置包括搅拌头和与所述搅拌头连接的电机，所述搅拌头由轴肩和与所述轴肩同轴一体设置的底部两级搅拌针组成，所述两级搅拌针的一级搅拌针和二级搅拌针为圆锥或者圆柱体结构，所述一级搅拌针位于所述二级搅拌针上方；采用该焊接装置的具体操作步骤为：

步骤一、测量待焊工件和搅拌头的几何参数，这些几何参数包括：待焊工件一的板材厚度H1；待焊工件二的板材厚度H2；轴肩直径D1；一级搅拌针上底面直径D2及下底面直径D3；二级搅拌针上底面直径D4及下底面直径D5；待焊工件一底面和待焊工件二顶面部分紧密贴合形成的搭接贴合面的横向宽度L1；轴肩下压至施焊状态时，从轴肩面到搭接贴合面的距离L2，并且L2为H1与预设的轴肩下压量之差；一级搅拌针长度L3；搅拌针总长度L4；其中D1＞D2≥D3＞D4≥D5；L1≥D1；L3＜L2且0.05mm≤(L2-L3)≤1mm；H1＜L4≤5/6(H1+H2)；

步骤二、将待焊工件一底面和待焊工件二顶面部分紧密贴合形成搭接贴合面；

步骤三、将搅拌头移至待焊工件一上方，使两级搅拌针正对待焊工件一和待焊工件二的搭接贴合面，并保证轴肩直径D1在搭接贴合面L1的范围之内；

步骤四、将一级搅拌针压入待焊工件一至其下底面距离搭接贴合面上0.05～1mm处，并且保证轴肩面压入待焊工件一的深度为0.1～0.3mm；

步骤五、控制搅拌头转速为800～3000rpm/min，并且转速与行进速度的比值为2～15，沿待焊工件一与待焊工件二的搭接贴合面行走，直至焊接完成。

2.根据权利要求1所述的一种改善搅拌摩擦焊接搭接接头钩状缺陷的焊接方法，其特征在于，所述一级搅拌针下底面是凹面、平面或者凸面。