[发明专利]一种焊接左右不对称工件的搅拌摩擦焊轴肩搅拌头

说明书

一种焊接左右不对称工件的搅拌摩擦焊轴肩搅拌头，其特征在于，它包括弹簧（1）、基体轴肩（4）、套筒（5）及与其一体连接部件（6）；所述弹簧（1）置于套筒（5）内部；所述基体轴肩（4）由高度不同的左轴肩（7）、右轴肩（9）拼接而成，拼接结合面形成有供搅拌针（3）通过的孔径相配的出针孔（8）；左轴肩（7）、右轴肩（9）的上部插入对应套筒（5）中并与对应弹簧（1）相抵使其产生预变形，所述的套筒（5）中设有防止对应左轴肩（7）、右轴肩（9）滑出的限位凸台；套筒（5）通过连接部件（6）与搅拌主轴非旋转部分（10）固定相连。本发明成型良好，质量良好。显著提升了搅拌摩擦焊在实际焊接中的实用性。

技术领域

本发明涉及一种搅拌摩擦焊接技术，尤其是一种搅拌摩擦焊接用搅拌头技术，具体地说是一种焊接左右不对称工件的搅拌摩擦焊轴肩搅拌头。

背景技术

搅拌摩擦焊是采用一种主要由轴肩和搅拌针所组成的可转动的搅拌头来进行焊接的一种新型固相连接技术。自英国焊接研究所（The Welding Institute）1991年发明以来，搅拌摩擦焊接技术已被广泛用。通常在对待焊工件利用搅拌摩擦焊接技术进行焊接时，所要求的是左右待焊工件厚度相近然后再进行焊接操作。但在实际的工程应用中，存在所要连接的工件在厚度、形状等方面不甚相似的情况。对于这种左右不对称工件的焊接给搅拌摩擦焊技术的应用带来了一定的局限性。

在进行此种左右不对称工件的焊接时，专利CN106392298A所述，需将相应板材进行压弯及打磨处理，使其左右待焊工件在焊接界面处等厚再进行焊接操作。及专利CN110548985A所述，需进行两次焊接才能完成操作，这一定程度上复杂了搅拌摩擦焊接过程，降低了焊接效率。又如专利CN109483044A所述，其利用微分思想将传统静轴肩细分为多个通过液压或气压可上下运动的部分，以此贴合待焊工件表面。此项技术在现在搅拌摩擦焊接设备基础上增加了液压和气压系统，系统较为复杂且可靠性低。

其次，即使左右待焊工件在焊接界面处等厚但为不规则材料时，若用常规的搅拌头进行焊接则会产生很多问题，如：一侧工件与轴肩不完全接触，焊接接头产生大量飞边且成型不良、进而影响接头力学性能等。

为了在一定程度上解决搅拌摩擦焊接技术在焊接上述不对称工件时所遇到的问题，本专利针提出了一种全新的搅拌摩擦焊接设备搅拌头。

发明内容

本发明的目的是针对现有不同厚度板材搅拌摩擦焊成型复杂，可靠性差的问题：设计一种焊接左右不对称工件的搅拌摩擦焊轴肩搅拌头。

本发明的技术方案是：

一种焊接左右不对称工件的搅拌摩擦焊轴肩搅拌头，其特征在于，它包括弹簧1、基体轴肩4、套筒5及与其一体的带有若干个螺纹通孔的连接部件6；所述弹簧1置于套筒5内部；所述基体轴肩4由高度不同的左轴肩7、右轴肩9拼接而成，拼接结合面形成有供搅拌针3通过的孔径相配的出针孔8，左轴肩7和/或右轴肩9下表面的倾角能随被焊接连接工作表面的倾角变化而变化；左轴肩7、右轴肩9的上部插入对应套筒（5）中并与对应弹簧1相抵使其产生预变形，所述的套筒5中设有防止对应左轴肩7、右轴肩9滑出的限位凸台；套筒5通过连接部件6与搅拌主轴非旋转部分10固定相连；基体轴肩4上表面与搅拌主轴非旋转部分10下表面之间形成有供基体轴肩4上移的空间2；所述弹簧1、基体轴肩4、套筒5、连接部件6相互安装配合组成搅拌头外部轴肩。

所述弹簧置于套筒中，其两端分别连接套筒内上端及基体轴肩。

所述套筒下端内周有向内凸的部分，起限位作用。

所述一完整轴肩内部的弹簧是处于压缩状态。

所述轴肩下端面是以待焊工件表面为参照，较水平面的倾角α的取值范围为0◦~±85◦。

所述连接部件6上的螺纹通孔为二个或以上，成纵向等距分布，搅拌主轴非旋转部分（10）上有位置与其相对应的螺孔。