專利名稱：能降低焊縫減薄厚度的攪拌摩擦焊用組合式攪拌頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機械加工刀具，尤其是一種摩擦焊接用攪拌頭，具體地說是一種
能降低焊縫減薄厚度的攪拌摩擦焊用組合式攪拌頭。
背景技術(shù)：
眾所周知，攪拌摩擦焊(FSW)是一種新型的固態(tài)焊接技術(shù)，它的工作原理非常簡 單。是1991年英國焊接研究所(TWI)發(fā)明的(發(fā)明專利US5460317)，該技術(shù)的原理是利用 高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭(FSW Tool)插入焊縫中，攪拌頭與工件之間產(chǎn)生摩擦熱使工件處于塑性 狀態(tài)并被破碎、混合，在一定的壓力作用下連接在一起，攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)并向前移動，處于 塑性狀態(tài)的金屬不斷地從前端移動到后端，通過軸肩的擠壓聯(lián)合作用，形成致密的焊縫，從 而完成了固相連接。在攪拌摩擦焊技術(shù)中，攪拌頭是核心部分，其是焊縫成形所需熱量的主 要來源，也是焊縫區(qū)材料實現(xiàn)定向轉(zhuǎn)移的載體，同時也是焊縫區(qū)材料與其周邊材料實現(xiàn)連 接的工具。 攪拌摩擦焊焊后沒有焊縫余高，但卻形成了特有的"飛邊"現(xiàn)象，最終造成了焊縫 處材料損失，使得焊縫處發(fā)生了"減薄效應(yīng)"，焊縫的高度低于了焊接前母材的厚度。目前控 制減薄的方法主要是減小焊接時的下壓力或者將焊縫處的材料高度增加，這些方法都不能 很好的控制減薄，前者嚴重的影響了焊接質(zhì)量，后者費時、費料，且效果也不是很明顯。
英國焊接研究所就攪拌摩擦焊技術(shù)申請的中國專利(CN 1144499A)中，對攪拌頭 軸肩的端面改成了內(nèi)凹面，然而其并未改變焊接的"飛邊"現(xiàn)象，焊縫的減薄量并未得到很 好的控制。 申請?zhí)枮?00710135575. 4，發(fā)明名稱為《一種攪拌摩擦焊的焊具》的中國專利所設(shè)
計的攪拌頭解決了雙層板傳熱不良引起的下層板熱量不足和不均勻的問題，但攪拌針形狀
的設(shè)計并未很好的控制焊縫處金屬流動方向，使得金屬停留在焊縫中心并被壓縮而減小焊
縫的減薄程度，最終還是導(dǎo)致"飛邊"現(xiàn)象嚴重，金屬損失，"減薄效應(yīng)"嚴重。 申請?zhí)枮?00610135150. 9，發(fā)明名稱為《一種組合式攪拌摩擦焊工具》的中國專利
所設(shè)計的攪拌頭是將軸肩與攪拌針分開，不同結(jié)構(gòu)設(shè)計和不同材料的軸肩和攪拌針可以互
換，裝配之后形成一個完整的焊接工具，其主要目的就是對易損的攪拌針容易更換，這樣的
攪拌頭仍然不能控制焊接時的"減薄效應(yīng)"。 申請?zhí)枮?00710302169. 2，發(fā)明名稱為《一種組合式去飛邊攪拌摩擦焊攪拌頭》中
國專利所設(shè)計的攪拌頭可以有效的去除摩擦焊接"飛邊"，獲得高質(zhì)量的表面平整光滑的攪 拌摩擦焊焊縫，但是此攪拌頭也未能控制焊接時的"減薄效應(yīng)"。 但是攪拌頭的設(shè)計改進和專利申請主要集中在軸肩的設(shè)計、攪拌針的設(shè)計和去 "飛邊"組合設(shè)計，未曾涉及解決攪拌摩擦焊焊接中由于攪拌頭和攪拌摩擦焊焊接特點導(dǎo)致 的焊接"減薄效應(yīng)"發(fā)生，上述專利所提出的攪拌頭在焊接摩擦焊焊接中均存在"減薄效應(yīng)" 現(xiàn)象，嚴重影響了焊接質(zhì)量及后序加工工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的攪拌焊接用攪拌頭無法解決焊縫厚度減薄的問題，設(shè)
計一種能在攪拌摩擦焊接過程中有效控制焊縫減薄厚度的組合式攪拌頭。 本發(fā)明的技術(shù)方案是 —種能降低焊縫減薄厚度的攪拌摩擦焊用組合式攪拌頭，其特征是主要由攪拌頭 基體1和外軸肩2組成，所述的攪拌頭基體1主要由夾持柄3、支承肩臺4、內(nèi)軸肩5和攪拌 針6組成；攪拌針6、夾持柄3和內(nèi)軸肩5為整體結(jié)構(gòu)，攪拌針6和夾持柄3分別布置在內(nèi)軸 肩5的兩端，支承肩臺4套接在支承柄3上；所述的外軸肩2主要由外軸肩套筒7、刀具底 座8、刀片9、外軸肩固定螺釘10和固定螺紋通孔11組成；外軸肩套筒7為圓柱套筒結(jié)構(gòu)， 它的一端與支承肩臺4相抵，在外軸肩套筒7的外表面上鉆有垂直于內(nèi)軸肩5旋轉(zhuǎn)軸線的 固定螺紋通孔11 ;在外軸肩套筒7的另一端上設(shè)有與外軸肩套筒7 —體的刀具底座8，刀片 9焊接在刀具底座8上，外軸肩2套接于內(nèi)軸肩5上并通過旋裝在固定螺紋孔11中的外軸 肩固定螺釘10實現(xiàn)周向固定；所述的攪拌針6為圓錐體結(jié)構(gòu)，在圓錐體表面設(shè)有螺紋12， 螺紋12方向為從攪拌針頭部13到攪拌針尾部14，攪拌針尾部14與內(nèi)軸肩5通過一個凹 球冠面15相連，攪拌針頭部13為半球形結(jié)構(gòu)，在攪拌針6圓錐體表面還至少設(shè)有四條均勻 分布的沿軸向的螺紋槽16，螺紋槽16從攪拌針頭部13延伸到攪拌針尾部14 ;所述的內(nèi)軸 肩5的靠近攪拌針6 —端的端面上設(shè)有數(shù)量與所述的螺紋槽16數(shù)量相等的阿基米德螺紋 線狀槽口 17，所述槽口 17的斷面呈U形結(jié)構(gòu)，所述槽口 17的起始位置與螺紋槽16位于攪 拌針尾部14的一端相對，所述槽口 17的止于內(nèi)軸肩5的外環(huán)19面。 所述的槽口 17的寬度和深度隨阿基米德螺紋線路徑18逐漸減小，其中靠近內(nèi)軸 肩5的外環(huán)19 一端的終止端的寬度和深度約為靠近凹球冠面15起始端的30 60% ，阿基 米德螺紋線路徑18的旋向與螺紋槽16旋向一致。 所述的外軸肩2上的刀具底座8沿外軸肩套筒7圓周方向均勻分布，數(shù)量與所述 槽口 17的數(shù)量相同，刀具底座8的一面為斜面，該斜面相對于內(nèi)軸肩5旋轉(zhuǎn)軸線的夾角為 30° 60° ，刀具底座8的另一面內(nèi)凹在外軸肩套筒7內(nèi)壁上，刀片9安裝固定在刀具底 座8的斜面上；在外軸肩套筒7內(nèi)壁上與刀具底座8上的斜面相對位置處開有一個圓弧形 小口 20，圓弧形小口 20的底端長度和高度均與內(nèi)軸肩外環(huán)19上槽口 17長度和寬度一致； 圓弧形小口 20內(nèi)側(cè)的圓弧曲線21的彎曲方向與槽口 17的阿基米德螺紋線路徑18旋向相 同。 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明的組合式攪拌頭，在攪拌摩擦焊過程中可以有效的控制焊縫減薄厚度，去
除飛邊，獲得高質(zhì)量的表面平整光滑的焊縫，避免了攪拌摩擦焊嚴重的"減薄效應(yīng)"的發(fā)生。 利用本發(fā)明提供的攪拌頭進行攪拌摩擦焊在焊接過程中既可以有效的控制焊接
減薄效應(yīng)發(fā)生，又可以去除焊后的飛邊現(xiàn)象，大大提高了生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量。 本發(fā)明的組合式攪拌頭在去除外軸肩后，還可以作為一種普通的攪拌頭使用，使
本發(fā)明的攪拌頭實現(xiàn)一頭多用的目有，提高了實用性。


圖l(a)為本發(fā)明的組合式攪拌頭的結(jié)構(gòu)示意 圖1 (b)為本發(fā)明的組合式攪拌頭的立體分解結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為發(fā)明攪拌頭基體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的組合式攪拌頭的攪拌針的三維結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的組合式攪拌頭的內(nèi)軸肩靠近攪拌針底端的端面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明的組合式攪拌頭的外軸肩結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明的組合式攪拌頭的外軸肩內(nèi)的刀具底座的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明的組合式攪拌頭的外軸肩內(nèi)的刀片的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
如圖l-7所示。 —種能降低焊縫減薄厚度的攪拌摩擦焊用組合式攪拌頭，它主要由攪拌頭基體l 和外軸肩2組成，所述的攪拌頭基體1主要由夾持柄3、支承肩臺4、內(nèi)軸肩5和攪拌針6組 成；攪拌針6、夾持柄3和內(nèi)軸肩5為整體結(jié)構(gòu)，攪拌針6和夾持柄3分別布置在內(nèi)軸肩5的 兩端，支承肩臺4套接在支承柄3上；所述的外軸肩2主要由外軸肩套筒7、刀具底座8、刀 片9、外軸肩固定螺釘10和固定螺紋通孔11組成；外軸肩套筒7為圓柱套筒結(jié)構(gòu)，它的一 端與支承肩臺4相抵，在外軸肩套筒7的外表面上鉆有垂直于內(nèi)軸肩5旋轉(zhuǎn)軸線的固定螺 紋通孔11 ;在外軸肩套筒7的另一端上設(shè)有與外軸肩套筒7 —體的刀具底座8，刀片9焊接 在刀具底座8上，外軸肩2套接于內(nèi)軸肩5上并通過旋裝在固定螺紋孔11中的外軸肩固定 螺釘10實現(xiàn)周向固定；所述的攪拌針6為圓錐體結(jié)構(gòu)，在圓錐體表面設(shè)有螺紋12，螺紋12 方向為從攪拌針頭部13到攪拌針尾部14，攪拌針尾部14與內(nèi)軸肩5通過一個凹球冠面15 相連，攪拌針頭部13為半球形結(jié)構(gòu)，在攪拌針6圓錐體表面還至少設(shè)有四條均勻分布的沿 軸向的螺紋槽16，螺紋槽16從攪拌針頭部13延伸到攪拌針尾部14 ;所述的內(nèi)軸肩5的靠 近攪拌針6 —端的端面上設(shè)有數(shù)量與所述的螺紋槽16數(shù)量相等的阿基米德螺紋線狀槽口 17，所述槽口 17的斷面呈U形結(jié)構(gòu)，所述槽口 17的起始位置與螺紋槽16位于攪拌針尾部 14的一端相對，所述槽口 17的止于內(nèi)軸肩5的外環(huán)19面。具體實施時所述的槽口 17的 寬度和深度可隨阿基米德螺紋線路徑18逐漸減小，其中靠近內(nèi)軸肩5的外環(huán)19 一端的終 止端的寬度和深度約為靠近凹球冠面15起始端的30 60%，阿基米德螺紋線路徑18的 旋向與螺紋槽16旋向一致。所述的外軸肩2上的刀具底座8可沿外軸肩套筒7圓周方向 均勻分布，數(shù)量與所述槽口 17的數(shù)量相同，刀具底座8的一面為斜面，該斜面相對于內(nèi)軸肩 5旋轉(zhuǎn)軸線的夾角為30。 60° ，刀具底座8的另一面內(nèi)凹在外軸肩套筒7內(nèi)壁上，刀片9 安裝固定在刀具底座8的斜面上；在外軸肩套筒7內(nèi)壁上與刀具底座8上的斜面相鄰位置 處開有一個圓弧形小口 20，圓弧形小口 20的底端長度和高度均與內(nèi)軸肩外環(huán)19上槽口 17 長度和寬度一致；圓弧形小口 20內(nèi)側(cè)的圓弧曲線21的彎曲方向與槽口 17的阿基米德螺紋 線路徑18旋向相同。
詳述如下 如圖l(a)和圖2所示，該攪拌頭為組合式結(jié)構(gòu)，它由攪拌頭基體1和外軸肩2組 成。攪拌頭基體1包括夾持柄3、支承軸臺4、內(nèi)軸肩5和攪拌針6組成。外軸肩2由外軸
5肩套筒7、刀具底座8、刀片9、外軸肩固定螺釘10和固定螺紋通孔11等組成。圖l(b)為攪 拌頭的三維爆炸圖，從圖中可以看出各零部件組裝方式。 本發(fā)明所提出的降低焊縫減薄厚度的攪拌摩擦焊組合式攪拌頭夾持柄3、支承肩 臺4、內(nèi)軸肩5、攪拌針6和外軸肩套筒7同軸，且夾持柄3、支承肩臺4和內(nèi)軸肩5為同軸圓 柱體，夾持柄3上銑有夾持平面22 ;攪拌針6為圓錐體結(jié)構(gòu)。在設(shè)計中，夾持柄3、支承肩臺 4、內(nèi)軸肩5和攪拌針6設(shè)計為一個整體結(jié)構(gòu)，如圖1 (b)所示。 如圖3所示，攪拌針6為圓錐體結(jié)構(gòu)，攪拌針頭部13為半球冠狀結(jié)構(gòu)，尾部14與 內(nèi)軸肩5相連，在攪拌針6圓錐體表面銑有螺紋12，螺紋角為50 70° ;攪拌針6圓柱體 表面還車有至少四條均勻分布的軸向螺紋槽16，其螺紋角為55 85° ，深度為1 3mm。
如圖4所示，內(nèi)軸肩5靠近攪拌針6尾部14的端面開有凹面球冠15，其深度為2 3mm，同時凹面球冠15表面開有橫斷面呈U形的U形槽口 17，其起始位置與攪拌針尾部14 的螺紋槽16的位置一致。U形槽口 17的形狀是以U形面為側(cè)面，按阿基米德螺紋線路徑 18加工而成，U形槽口 17結(jié)束于內(nèi)軸肩外環(huán)19，U形槽口 17的寬度和深度隨阿基米德螺紋 線路徑18逐漸減小，終止端的寬度和深度一般為起始端的30-60%， U形槽口 17數(shù)量與螺 紋槽16相同，阿基米德螺紋線路徑方向也與螺紋槽16旋轉(zhuǎn)方向一致。
如圖5、6所示，外軸肩2的外軸肩套筒7上均勻?qū)ΨQ分布有與U形槽口 17數(shù)量相 同的連接用固定螺紋通孔11，刀具底座8沿外軸肩套筒7圓周方向均勻分布，數(shù)量與U形槽 口 17數(shù)量相同，刀具底座8的一面為斜面，相對于內(nèi)軸肩5旋轉(zhuǎn)軸線的夾角為30 60。， 刀具底座8的另一面與外軸肩套筒7為一體。在刀具底座8的斜面上通過釬焊焊有刀片9。 在刀具底座8的斜面相對位置處開有一個圓弧形小口 20(與斜面處于同一個安裝孔中，如 圖5)，圓弧形小口 20的底端長度和高度均與內(nèi)軸肩外環(huán)19的U形槽口 17長度和寬度一 致。圓弧形小口 20內(nèi)側(cè)的圓弧曲線21的彎曲方向與U形槽口 17的阿基米德螺紋線路徑 18旋向一致。 圖7為刀片9的結(jié)構(gòu)示意圖，它通過釬焊的方式焊接在外軸肩套筒7上的刀具底 座8的斜面上，其切削刃可以通過手持砂輪進行打磨，既方便又經(jīng)濟。 如圖8所示，當(dāng)攪拌頭工作時，攪拌針6通過其錐體表面的螺紋12旋入加工材料 里面，并通過螺紋槽16散熱并將擠壓的材料推進到內(nèi)軸肩5的凹面球冠15內(nèi)，通過主軸旋 轉(zhuǎn)，將凹面球冠15內(nèi)的材料均勻分布到各U形槽口 17內(nèi)，并通過內(nèi)軸肩5的下壓力形成焊 縫；但在焊接過程中不免有材料被擠出內(nèi)軸肩5的外圍形成飛邊，此時通過外軸肩2的刀片 9將飛邊材料剪切擠進圓弧形小口 20內(nèi)，再通過旋轉(zhuǎn)慣性力作用將擠進圓弧形小口 20內(nèi)的 材料順U形槽口 17再次擠入內(nèi)軸肩5內(nèi)，以保證焊縫處的材料不被損失。
本發(fā)明的攪拌頭焊接的焊縫既控制了攪拌摩擦焊的減薄效應(yīng)問題，又得到了高質(zhì) 量的表面平整光滑的攪拌摩擦焊焊縫。同時本發(fā)明的攪拌頭在卸去外軸肩，可以作為普通 的攪拌頭使用。
實例l。 采用高速鋼作為工具材料，采用車、銑、刨和鉆等加工方法按加工工藝分別加工出 攪拌基體的攪拌針、內(nèi)軸肩、夾持柄和支撐平臺以及外軸肩上刀具底座焊接的刀片，并且通 過熱處理方法將上述各零部件硬度提高到55 65HRC，并對相應(yīng)的部位進行精磨處理。外 軸肩的外軸肩套筒采用45#鋼材，通過車、銑、鉆及攻絲等加工方法按加工工藝加工出，并通過釬焊技術(shù)將刀片焊接在外軸肩套筒上的刀具底座上。用手持砂輪機去除刀具周邊突 出部位。外軸肩固定螺釘按規(guī)格直接從市場購買。攪拌針上的螺紋角為60。，攪拌針上的 螺紋槽深度為1. 5mm，內(nèi)軸肩的凹面球冠深度為2. 5mm，螺紋槽、U形槽口 、圓弧形小口 、刀具 底座、刀片、外軸肩固定螺釘和固定螺紋通孔均為4個，且分布均勻。按上述的工藝將組合 式控制焊縫減薄厚度的攪拌摩擦焊攪拌頭組合而成。材料選用鋁合金，厚度為10mm，通過 本發(fā)明設(shè)計的攪拌頭進行攪拌摩擦焊接，焊縫的最低高度為9. 8mm，焊縫的減薄程度控制在 2 % ，焊縫部位無飛邊，且表面平整光滑。
比較例1 采用同樣的材料作為工具材料，且去除外軸肩、內(nèi)軸肩的U形槽口 、攪拌針上的螺 紋及螺紋槽，其他尺寸及工藝同上，焊接的材料、焊接的工藝參數(shù)(下壓力P、旋轉(zhuǎn)速度w和 焊接速度u)同上。通過焊接測量得出焊縫的最低高度為9.2mm，其減薄了8X，焊縫部位 飛邊嚴重，高度達到2mm，表面粗糙且不平整。
實例2 采用硬質(zhì)合金(鎢鈦鈷合金)作為工具材料，通過相應(yīng)加工方法及加工工藝分別 加工出攪拌基體的攪拌針、內(nèi)軸肩、夾持柄和支撐平臺以及外軸肩上刀具底座焊接的刀片， 其硬度達到92. 5HRA，并對相應(yīng)的部位進行精磨處理。外軸肩的外軸肩套筒采用45#鋼材， 通過車、銑、鉆及攻絲等加工方法按加工工藝加工出，并通過釬焊技術(shù)將刀片焊接在外軸肩 套筒上的刀具底座上。用手持砂輪機去除刀具周邊突出部位。外軸肩固定螺釘按規(guī)格直接 從市場購買。攪拌針上的螺紋角為55。，攪拌針上的螺紋槽深度為3mm，內(nèi)軸肩的凹面球冠 深度為3mm，螺紋槽、U形槽口 、圓弧形小口 、刀具底座、刀片、外軸肩均為5個，均勻分布。固 定螺釘和固定螺紋通孔均為4個，且分布均勻。按上述的工藝將組合式控制焊縫減薄厚度 的攪拌摩擦焊攪拌頭組合而成。材料選用鋁合金，厚度為30mm，通過本發(fā)明設(shè)計的攪拌頭進 行攪拌摩擦焊接，焊縫的最低高度為29. 55mm，焊縫的減薄程度控制在1. 5%，焊縫部位無 飛邊，且表面平整光滑。
比較例2 采用同樣的材料作為工具材料，且去除外軸肩、內(nèi)軸肩的U形槽口 、攪拌針上的螺 紋及螺紋槽，其他尺寸及工藝同上，焊接的材料、焊接的工藝參數(shù)(下壓力P、旋轉(zhuǎn)速度w和 焊接速度u)同上。通過焊接測量得出焊縫的最低高度為27.3mm，其減薄了9X，焊縫部位 飛邊嚴重，高度達到3mm，表面粗糙且不平整。 由上述兩個實例的比較可知，本發(fā)明的組合式攪拌頭可以有效的控制攪拌摩擦焊
焊縫減薄效應(yīng)的發(fā)生，同時還可獲得高質(zhì)量的焊接表面質(zhì)量。 本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種能降低焊縫減薄厚度的攪拌摩擦焊用組合式攪拌頭，其特征是它主要由攪拌頭基體(1)和外軸肩(2)組成，所述的攪拌頭基體(1)主要由夾持柄(3)、支承肩臺(4)、內(nèi)軸肩(5)和攪拌針(6)組成；攪拌針(6)、夾持柄(3)和內(nèi)軸肩(5)為整體結(jié)構(gòu)，攪拌針(6)和夾持柄(3)分別布置在內(nèi)軸肩(5)的兩端，支承肩臺(4)套接在支承柄(3)上；所述的外軸肩(2)主要由外軸肩套筒(7)、刀具底座(8)、刀片(9)、外軸肩固定螺釘(10)和固定螺紋通孔(11)組成；外軸肩套筒(7)為圓柱套筒結(jié)構(gòu)，它的一端與支承肩臺(4)相抵，在外軸肩套筒(7)的外表面上鉆有垂直于內(nèi)軸肩(5)旋轉(zhuǎn)軸線的固定螺紋通孔(11)；在外軸肩套筒(7)的另一端上設(shè)有與外軸肩套筒(7)一體的刀具底座(8)，刀片(9)焊接在刀具底座(8)上，外軸肩(2)套接于內(nèi)軸肩(5)上并通過旋裝在固定螺紋孔(11)中的外軸肩固定螺釘(10)實現(xiàn)周向固定；所述的攪拌針(6)為圓錐體結(jié)構(gòu)，在圓錐體表面設(shè)有螺紋(12)，螺紋(12)方向為從攪拌針頭部(13)到攪拌針尾部(14)，攪拌針尾部(14)與內(nèi)軸肩(5)通過一個凹球冠面(15)相連，攪拌針頭部(13)為半球形結(jié)構(gòu)，在攪拌針(6)圓錐體表面還至少設(shè)有四條均勻分布的沿軸向的螺紋槽(16)，螺紋槽(16)從攪拌針頭部(13)延伸到攪拌針尾部(14)；所述的內(nèi)軸肩(5)的靠近攪拌針(6)一端的端面上設(shè)有數(shù)量與所述的螺紋槽(16)數(shù)量相等的阿基米德螺紋線狀槽口(17)，所述槽口(17)的斷面呈U形結(jié)構(gòu)，所述槽口(17)的起始位置與螺紋槽(16)位于攪拌針尾部(14)的一端相對，所述槽口(17)的止于內(nèi)軸肩(5)的外環(huán)(19)面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的組合式攪拌頭，其特征是所述的槽口 (17)的寬度和深度隨阿 基米德螺紋線路徑(18)逐漸減小，其中靠近內(nèi)軸肩(5)的外環(huán)(19) 一端的終止端的寬度 和深度約為靠近凹球冠面(15)起始端的30 60%，阿基米德螺紋線路徑(18)的旋向與螺 紋槽(16)旋向一致。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的組合式攪拌頭，其特征是所述的外軸肩(2)上的刀具底座 (8)沿外軸肩套筒(7)圓周方向均勻分布，數(shù)量與所述槽口 (17)的數(shù)量相同，刀具底座(8) 的一面為斜面，該斜面相對于內(nèi)軸肩(5)旋轉(zhuǎn)軸線的夾角為30。 60° ，刀具底座(8)的 另一面內(nèi)凹在外軸肩套筒(7)內(nèi)壁上，刀片(9)安裝固定在刀具底座(8)的斜面上；在外軸 肩套筒(7)內(nèi)壁上與刀具底座(8)上的斜面相對位置處開有一個圓弧形小口 (20)，圓弧形 小口 (20)的底端長度和高度均與內(nèi)軸肩外環(huán)(19)上槽口 (17)長度和寬度一致；圓弧形小 口 (20)內(nèi)側(cè)的圓弧曲線(21)的彎曲方向與槽口 (17)的阿基米德螺紋線路徑(18)旋向相 同。
全文摘要
一種能降低焊縫減薄厚度的攪拌摩擦焊用組合式攪拌頭，其特征是攪拌頭主要由攪拌頭基體和外軸肩組成；攪拌頭基體主要由夾持柄、支承肩臺、內(nèi)軸肩和攪拌針組成；攪拌針和支持柄與內(nèi)軸肩為一體；攪拌針上車有螺紋和至少四個螺紋槽；內(nèi)軸肩的一端上開有凹面球冠和U形的槽口；外軸肩主要由外軸肩套筒、刀具底座和刀片組成；外軸肩上的外軸肩套筒為圓柱套筒結(jié)構(gòu)，在外軸肩套筒的外表面上鉆有垂直于內(nèi)軸肩旋轉(zhuǎn)軸線的固定螺紋通孔；在外軸肩套筒的一端面設(shè)有與外軸肩套筒為一體的刀具底座，刀片焊接在刀具底座上，外軸肩套接于攪拌頭內(nèi)軸肩上，并通過外軸肩固定螺釘固定。本發(fā)明可以有效的控制攪拌摩擦焊焊縫減薄效應(yīng)發(fā)生，同時還可獲得高質(zhì)量的焊接表面。
文檔編號B23K20/12GK101774081SQ20101012029
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者于守鑫, 左敦穩(wěn), 汪洪峰, 繆宏, 邵定林, 黎向鋒 申請人:南京航空航天大學(xué)