一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭及其使用方法
【專利摘要】一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭及其使用方法，涉及一種自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭及其使用方法。本發(fā)明解決現(xiàn)有自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的攪拌針斷裂后整個攪拌頭無法繼續(xù)使用的問題。攪拌頭由上軸肩、上軸肩套筒、攪拌針和下軸肩螺紋連接組成。使用方法：攪拌頭的組裝，固定第一被焊工件和第二被焊工件，攪拌頭定位，攪拌摩擦焊接，攪拌頭拆卸。優(yōu)勢：在上軸肩和攪拌針之間加入上軸肩套筒實現(xiàn)攪拌針的單獨更換，軸肩得到重復使用，節(jié)約了自持式攪拌摩擦焊的成本，通過更換不同的攪拌針，可以調整上軸肩套筒和下軸肩的間隙，實現(xiàn)多種厚度工件的焊接。本發(fā)明用于一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭及其使用。
【專利說明】一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭及其使用方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭及其使用方法。

【背景技術】
[0002]“攪拌摩擦焊”技術被譽為21世紀最具革命性的技術，歷經二十多年的技術研發(fā)和工程化推廣，已經在國內外各個領域得到了廣泛的應用。在其基礎上發(fā)展起來的自持式攪拌摩擦焊技術，針對薄壁結構、中空結構以及其他復雜結構，有著更為顯著的技術優(yōu)勢，為攪拌摩擦焊注入新的活力。專利申請?zhí)枮?010102964802的發(fā)明專利申請公開了一種《上、下軸肩直徑不等的自持式攪拌摩擦焊接方法及其攪拌頭》，目的是為解決現(xiàn)有自持式攪拌摩擦焊方法中上、下兩個軸肩為等直徑，存在焊接熱輸入大和攪拌針易斷裂的問題，因此提供一種上、下軸肩直徑不等的自持式攪拌摩擦焊方法及其攪拌頭。這樣的改進雖然降低了焊接過程中攪拌針的受力，但是仍不能克服焊接過程中攪拌針斷裂的問題，且一旦攪拌針發(fā)生斷裂，整個攪拌頭就無法再使用，造成攪拌頭材料的極大浪費。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的攪拌針斷裂后整個攪拌頭無法繼續(xù)使用的問題，而提供了一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭及其使用方法。
[0004]一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭由上軸肩、上軸肩套筒、攪拌針和下軸肩組成；上軸肩的內表面下部設有內螺紋，上軸肩套筒的內表面設有內螺紋，外表面上部設有外螺紋，攪拌針的外表面設有外螺紋、上定位凸臺和下定位凸臺，下軸肩的內表面設有內螺紋，攪拌針通過螺紋分別與上軸肩套筒及下軸肩相連接，上軸肩套筒設置于下軸肩上端，上軸肩和上軸肩套筒通過螺紋連接，上軸肩設置于上軸肩套筒上端。
[0005]一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的使用方法步驟如下:
[0006]一、攪拌頭的組裝:將上軸肩套筒從攪拌針的上端旋入至上定位凸臺固定，然后將已固定在一起的上軸肩套筒和攪拌針擰入上軸肩中固定，再將下軸肩從攪拌針的下端旋入至下定位凸臺固定，完成可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的組裝；
[0007]二、固定第一被焊工件和第二被焊工件:將第一被焊工件和第二被焊工件用夾具固定在工作臺上；
[0008]三、攪拌頭定位:將與攪拌摩擦焊焊機相連接的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭移至第一被焊工件和第二被焊工件外側進行定位，使上軸肩套筒下端面與第一被焊工件和第二被焊工件的上端面貼合，或上軸肩套筒下端面低于第一被焊工件和第二被焊工件的上端面
0.0lmm?0.3mm，攪拌針的軸心線位于第一被焊工件和第二被焊工件的對接面處；
[0009]四、攪拌摩擦焊接:設置自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的轉速為200轉/分鐘?3000轉/分鐘，攪拌頭整體以20毫米/分鐘?1000毫米/分鐘的速度沿第一被焊工件和第二被焊工件的對接面長度方向行走，直至焊接完成；
[0010]五、攪拌頭拆卸:將可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭移出工件進行拆卸，固定攪拌頭的上軸肩、上軸肩套筒和攪拌針，使下軸肩從攪拌針的下端旋出，然后擰動上軸肩套筒使攪拌針和上軸肩套筒一起與上軸肩分離，再固定攪拌針下端部，將上軸肩套筒從攪拌針的上端旋出，完成攪拌頭的拆卸。
[0011]本發(fā)明的有益效果:解決攪拌針由于磨損或斷裂后無法單獨更換導致整個攪拌頭無法繼續(xù)使用的問題，通過在上軸肩和攪拌針之間加入上軸肩套筒實現(xiàn)攪拌針的單獨更換，可使軸肩得到重復使用，節(jié)約了自持式攪拌摩擦焊的試驗成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明方法實施的示意圖；I為上軸肩，2為上軸肩套筒，3為攪拌針，4為下軸肩，5為第一被焊工件，6為第二被焊工件；
[0013]圖2是攪拌頭結構主剖視圖；I為上軸肩，2為上軸肩套筒，3為攪拌針，3-1為上定位凸臺，3-2為下定位凸臺，4為下軸肩。

【具體實施方式】
[0014]【具體實施方式】一:結合圖2具體說明本實施方式，本實施方式是一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭由上軸肩1、上軸肩套筒2、攪拌針3和下軸肩4組成；上軸肩I的內表面下部設有內螺紋，上軸肩套筒2的內表面設有內螺紋，外表面上部設有外螺紋，攪拌針3的外表面設有外螺紋、上定位凸臺3-1和下定位凸臺3-2，下軸肩4的內表面設有內螺紋，攪拌針3通過螺紋分別與上軸肩套筒2及下軸肩4相連接，上軸肩套筒2設置于下軸肩4上端，上軸肩I和上軸肩套筒2通過螺紋連接，上軸肩I設置于上軸肩套筒2上端。
[0015]本【具體實施方式】的優(yōu)點:解決攪拌針由于磨損或斷裂后無法單獨更換導致整個攪拌頭無法繼續(xù)使用的問題，通過在上軸肩和攪拌針之間加入上軸肩套筒實現(xiàn)攪拌針的單獨更換，可使軸肩得到重復使用，節(jié)約了自持式攪拌摩擦焊的試驗成本；同時，通過更換不同的攪拌針，也可以調整上軸肩套筒和下軸肩的間隙，實現(xiàn)多種厚度工件的焊接。
[0016]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點在于:所述的攪拌針3端部設有兩個互相平行的平面作為拆卸時的夾持端。其它與【具體實施方式】一相同。
[0017]在保證攪拌針3與上軸肩套筒2和下軸肩4的可靠連接條件下，攪拌針端部加工出兩個互相平行的平面作為拆卸時的夾持端，以方便攪拌針的單獨更換。
[0018]【具體實施方式】三:結合圖1具體說明本實施方式，本實施方式是一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的使用方法步驟如下:
[0019]一、攪拌頭的組裝:將上軸肩套筒2從攪拌針3的上端旋入至上定位凸臺3-1固定，然后將已固定在一起的上軸肩套筒2和攪拌針3擰入上軸肩I中固定，再將下軸肩4從攪拌針3的下端旋入至下定位凸臺3-2固定，完成可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的組裝；
[0020]二、固定第一被焊工件和第二被焊工件:將第一被焊工件5和第二被焊工件6用夾具固定在工作臺上；
[0021]三、攪拌頭定位:將與攪拌摩擦焊焊機相連接的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭移至第一被焊工件5和第二被焊工件6外側進行定位，使上軸肩套筒2下端面與第一被焊工件5和第二被焊工件6的上端面貼合，或上軸肩套筒2下端面低于第一被焊工件5和第二被焊工件6的上端面0.0lmm?0.3mm，攪拌針3的軸心線位于第一被焊工件5和第二被焊工件6的對接面處；
[0022]四、攪拌摩擦焊接:設置自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的轉速為200轉/分鐘?3000轉/分鐘，攪拌頭整體以20毫米/分鐘?1000毫米/分鐘的速度沿第一被焊工件5和第二被焊工件6的對接面長度方向行走，直至焊接完成；
[0023]五、攪拌頭拆卸:將可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭移出工件進行拆卸，固定攪拌頭的上軸肩1、上軸肩套筒2和攪拌針3，使下軸肩4從攪拌針3的下端旋出，然后擰動上軸肩套筒2使攪拌針3和上軸肩套筒2 —起與上軸肩I分離，再固定攪拌針3下端部，將上軸肩套筒2從攪拌針3的上端旋出，完成攪拌頭的拆卸。
[0024]如果攪拌針3在焊接過程中發(fā)生斷裂，優(yōu)先把與攪拌摩擦焊焊機相連接的攪拌頭移出工件，固定攪拌頭的上軸肩I，然后擰動上軸肩套筒2使攪拌針3和上軸肩套筒2 —起與上軸肩I分離，再固定攪拌針3上端部，松動上軸肩套筒2，最后固定住攪拌針3斷裂一側的端部，將上軸肩套筒2從攪拌針3的上端旋出，再將下軸肩4從斷裂的攪拌針3的下端旋出，完成攪拌頭的拆卸；然后進行新攪拌頭的組裝:用新的攪拌針替換在焊接過程中發(fā)生斷裂的攪拌針，將上軸肩套筒2從新攪拌針3的上端旋入固定，然后將已經固定在一起的上軸肩套筒2和攪拌針3擰入上軸肩I中固定，再將下軸肩4從新攪拌針3的下端旋入固定，完成攪拌頭的組裝，以備下次使用。
[0025]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】三的不同點在于:步驟三中上軸肩套筒2下端面低于第一被焊工件5和第二被焊工件6的上端面0.3mm。其它與【具體實施方式】三相同。
[0026]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】三或四之一的不同點在于:步驟四中設置自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的轉速為800轉/分鐘，攪拌頭整體以100毫米/分鐘的速度沿第一被焊工件5和第二被焊工件6的對接面長度方向行走。其它與【具體實施方式】三或四相同。
【權利要求】
1.一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭，其特征在于:一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭由上軸肩(1)、上軸肩套筒(2)、攪拌針(3)和下軸肩(4)組成；上軸肩(I)的內表面下部設有內螺紋，上軸肩套筒(2)的內表面設有內螺紋，外表面上部設有外螺紋，攪拌針(3)的外表面設有外螺紋、上定位凸臺(3-1)和下定位凸臺(3-2)，下軸肩(4)的內表面設有內螺紋，攪拌針(3)通過螺紋分別與上軸肩套筒(2)及下軸肩(4)相連接，上軸肩套筒(2)設置于下軸肩(4)上端，上軸肩(I)和上軸肩套筒(2)通過螺紋連接，上軸肩(I)設置于上軸肩套筒(2)上端。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭，其特征在于:所述的攪拌針(3)端部設有兩個互相平行的平面作為拆卸時的夾持端。
3.使用權利要求1所述的一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的方法，其特征在于一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的使用方法步驟如下: 一、攪拌頭的組裝:將上軸肩套筒(2)從攪拌針(3)的上端旋入至上定位凸臺(3-1)固定，然后將已固定在一起的上軸肩套筒(2)和攪拌針(3)擰入上軸肩(I)中固定，再將下軸肩(4)從攪拌針(3)的下端旋入至下定位凸臺(3-2)固定，完成可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的組裝； 二、固定第一被焊工件和第二被焊工件:將第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)用夾具固定在工作臺上； 三、攪拌頭定位:將與攪拌摩擦焊焊機相連接的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭移至第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)外側進行定位，使上軸肩套筒(2)下端面與第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)的上端面貼合，或上軸肩套筒(2)下端面低于第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)的上端面0.0lmm?0.3mm，攪拌針(3)的軸心線位于第一被焊工件(5)和第二被焊工件出)的對接面處； 四、攪拌摩擦焊接:設置自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的轉速為200轉/分鐘?3000轉/分鐘，攪拌頭整體以20毫米/分鐘?1000毫米/分鐘的速度沿第一被焊工件(5)和第二被焊工件出)的對接面長度方向行走，直至焊接完成； 五、攪拌頭拆卸:將可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭移出工件進行拆卸，固定攪拌頭的上軸肩(I)、上軸肩套筒(2)和攪拌針(3)，使下軸肩(4)從攪拌針(3)的下端旋出，然后擰動上軸肩套筒(2)使攪拌針(3)和上軸肩套筒(2) —起與上軸肩(I)分離，再固定攪拌針(3)下端部，將上軸肩套筒(2)從攪拌針(3)的上端旋出，完成攪拌頭的拆卸。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的使用方法，其特征在于:步驟三中上軸肩套筒(2)下端面低于第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)的上端面0.3mm。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種可以單獨更換攪拌針的自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的使用方法，其特征在于:步驟四中設置自持式攪拌摩擦焊用攪拌頭的轉速為800轉/分鐘，攪拌頭整體以100毫米/分鐘的速度沿第一被焊工件(5)和第二被焊工件(6)的對接面長度方向行走。
【文檔編號】B23K20/12GK104439692SQ201410691524
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權日:2014年11月25日
【發(fā)明者】劉會杰, 胡琰瑩, 趙運強, 王志國, 劉向前, 竇超 申請人:哈爾濱工業(yè)大學