[发明专利]一种分体式搅拌摩擦焊具及弱化接头织构的焊接方法

权利要求书

1.一种分体式搅拌摩擦焊具，其设有外搅拌头和内搅拌头，其特征是，所述外搅拌头中心设有搅拌腔，所述内搅拌头设置在所述搅拌腔内，所述外搅拌头和内搅拌头能够相对独立运动，所述内搅拌头下端面设有同心环形槽，所述外搅拌头设有内凹下端面，所述内凹下端面设有涡状槽。

2.根据权利要求1所述的分体式搅拌摩擦焊具，其特征在于，所述内搅拌头下端面相较于所述外搅拌头内凹下端面凸出0.3-0.5mm。

3.根据权利要求1所述的分体式搅拌摩擦焊具，其特征在于，所述同心环形槽的深度为0.2-0.5mm，所述同心环形槽的宽度为0.6-1.0mm。

4.根据权利要求1所述的分体式搅拌摩擦焊具，其特征在于，所述内凹下端面的内凹角度为5-15°，所述涡状槽的深度为0.2-0.5mm，所述涡状槽的宽度为0.6-1.0mm。

5.一种弱化接头织构的焊接方法，其特征在于，利用权利要求1-4任一所述的分体式搅拌摩擦焊具，步骤如下：

将分体式搅拌摩擦焊具的内搅拌头和外搅拌头分别连接搅拌摩擦焊机的两个主轴，带动分体式搅拌摩擦焊具旋转压入金属板材内，焊缝金属达到热塑性状态，所述内搅拌头与所述外搅拌头在两个主轴的带动下反向差速旋转，热塑性金属分别沿着内搅拌头的同心环形槽和外搅拌头的涡状槽反向差速流动，受内搅拌头挤压的热塑性金属外溢进入外搅拌头的内凹下端面与金属板材表面、内搅拌头侧壁形成封闭空腔内，焊接过程中储存在封闭空腔内的热塑性金属重新回填至内搅拌头后方的减薄区域内，直至焊接结束。

6.根据权利要求5所述的弱化接头织构的焊接方法，其特征在于，所述内搅拌头旋转速度为400-800rpm，所述外搅拌头旋转速度为200-600rpm，内搅拌头与外搅拌头旋转方向相反，旋转速度相差100-400rpm。

7.根据权利要求5所述的弱化接头织构的焊接方法，其特征在于，所述内搅拌头下端面压入金属板材内部0.3-0.5mm，外搅拌头的内凹下端面外缘与金属板材表面接触。

8.根据权利要求5所述的弱化接头织构的焊接方法，其特征在于，焊接前，需要对金属板材进行机械打磨和利用化学试剂进行表面处理。

9.根据权利要求8所述的弱化接头织构的焊接方法，其特征在于，所述化学试剂为无水乙醇或丙酮溶液。