摩擦焊用攪拌頭、焊接零件和摩擦焊機的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開的實施方式涉及摩擦焊用攪拌頭，用所述摩擦焊用攪拌頭焊接的焊接零件以及包括所述摩擦焊用攪拌頭的摩擦焊機。
【背景技術】
[0002]摩擦焊技術廣泛地應用在工業(yè)零件的成型加工制造當中。摩擦焊利用摩擦焊攪拌頭在恒定或遞增壓力以及扭矩的作用下、利用焊接接觸端面之間的相對運動在摩擦面及其附近區(qū)域產(chǎn)生摩擦熱和塑形變形熱，通過界面的分子擴散和再結晶而實現(xiàn)固態(tài)焊接，由此將兩個部件(相同材料或不同材料)焊接在一起。
[0003]圖1示出了現(xiàn)有技術的摩擦焊攪拌頭的結構，如圖所示，摩擦焊攪拌頭10包括攪拌針I(yè)和與攪拌針一體地接合的軸肩2。然而這種摩擦焊攪拌頭在焊接某些材料時焊接效果并不令人滿意，期望能對現(xiàn)有技術的摩擦焊攪拌頭進行改進。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本公開的實施方式的目的之一在于提供一種摩擦焊攪拌頭，其至少能夠解決上述現(xiàn)有技術中存在的一個或多個技術問題。本公開的是實施方式的目的之一還在于提供用所述摩擦焊用攪拌頭焊接的焊接零件以及包括所述摩擦焊用攪拌頭的摩擦焊機。
[0005]根據(jù)本公開的第一方面，提供一種摩擦焊用攪拌頭，包括:攪拌針，配置成對待焊接部進行攪拌；以及軸肩，包括施壓面，所述施壓面配置成抵壓所述待焊接部的表面;其中所述攪拌針和所述軸肩被形成為能相對彼此運動的分立構件。
[0006]根據(jù)本公開的一個實施例，所述攪拌針和所述軸肩被配置成在所述摩擦焊用攪拌頭實施焊接處理時相對于彼此旋轉(zhuǎn)。
[0007]根據(jù)本公開的一個實施例，所述攪拌針和所述軸肩以間隙配合的方式被安裝在一起。
[0008]根據(jù)本公開的一個實施例，所述施壓面被形成為朝向所述待焊接部的表面漸縮的錐形。
[0009]根據(jù)本公開的一個實施例，所述錐形的錐度為8-20度。
[0010]根據(jù)本公開的第二方面，提供一種焊接零件，包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分和所述第二部分用上面所述的摩擦焊用攪拌頭被焊接在一起。
[0011 ]根據(jù)本公開的一個實施例，所述第一部分為銅材，所述第二部分為鋁材，
[0012]根據(jù)本公開的一個實施例，所述摩擦焊用攪拌頭被配置成對銅材包覆鋁材進行對接焊接，以形成銅材包覆層。
[0013]根據(jù)本公開的一個實施例，所述銅材包覆層的厚度能小至2_。
[0014]根據(jù)本公開的第三方面，提供一種摩擦焊機，包括上面所述的摩擦焊用攪拌頭。
[0015]根據(jù)本公開的實施例的摩擦焊用攪拌頭、焊接零件和摩擦焊機，由于軸肩和攪拌針形成為相對彼此運動的分立部件，由此有效地抑制了傳統(tǒng)方法中焊材分離、焊接材料被移除的現(xiàn)象，大大提高了焊接質(zhì)量。
【附圖說明】
[0016]現(xiàn)將僅通過示例的方式，參考所附附圖對本公開的實施例進行描述，其中:
[0017]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術的摩擦焊用攪拌頭的示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本公開的實施例的摩擦焊用攪拌頭的軸肩的示意圖；
[0019]圖3是根據(jù)本公開的實施例的摩擦焊用攪拌頭的攪拌針的示意圖；以及
[0020]圖4是根據(jù)本公開的實施例的摩擦焊用攪拌頭的軸肩和攪拌針裝配在一起的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面將參考示例性實施例來描述本公開的原理和精神。應當理解，描述這些實施例僅僅是為了使本領域技術人員能夠更好地理解進而實現(xiàn)本公開，而并非以任何方式限制本公開的范圍。
[0022]銅具有優(yōu)良的導電、導熱性能，被廣泛應用于電氣工業(yè)、電子工業(yè)等領域;但銅資源相對緊缺，且密度大，產(chǎn)品成本高，有必要在某些產(chǎn)品或結構上采取以其他材料代替銅的辦法。其中，以鋁代銅最為常見。以鋁代銅并非是用鋁完全取代銅，因為在某些部件上受工作性能和可靠性等條件的限制銅仍然無法替代，如變壓器繞組、開關的觸頭等。常見的部分替代銅的方法是，采用薄銅層覆蓋在厚鋁板表面，形成銅包鋁的三明治結構，在降低成本、重量的基礎上保持了相近的導熱、導電性能。
[0023]在針對于銅包鋁板材的連接領域上，摩擦焊技術用于實現(xiàn)鋁板焊接，但該方法針對于薄銅層包覆鋁板結構的焊接時存在較大問題，在攪拌頭的作用下，鋁板表面的薄銅層會受到攪拌頭的旋轉(zhuǎn)擠壓發(fā)生塑性變形，從而出現(xiàn)分層現(xiàn)象，所形成的焊縫一致性差，表面質(zhì)量低，難以保證接頭的電氣性能。
[0024]應當理解的是，盡管本申請以難以焊接的銅材和鋁材為例來說明本發(fā)明，但是應該理解的是，焊接材料不限于鋁材和銅材。事實上，由于本申請的方案能夠容易地實現(xiàn)難以焊接的鋁材和銅材的焊接，也能夠容易地用于其他材料的焊接。
[0025]本申請的發(fā)明人通過銳意研究并且創(chuàng)新性地注意到導致焊接質(zhì)量差的原因在于，在傳統(tǒng)的一體式攪拌摩擦焊攪拌頭對零件進行焊接時，由于攪拌針和軸肩一體地安裝，因此攪拌針在焊機主軸的帶動下，兩者一起轉(zhuǎn)動，其中軸肩抵接待焊接表面，而攪拌針攪拌焊接表面實現(xiàn)焊接。隨著焊接過程的延續(xù)，整個攪拌頭將沿著焊縫方向在水平位置上移動。移動過程中，由于攪拌針和軸肩一體地安裝，因此軸肩不僅相對于待焊接平面發(fā)生相對平移運動并且發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，而相對轉(zhuǎn)動將破壞待焊接平面的材料分布，使得待焊接平面的材料的流動紊亂，從而造成焊接質(zhì)量難以滿足產(chǎn)品要求。尤其對于薄層材料的焊接而言，這種焊接劣化問題尤其嚴重。
[0026]為此，本申請的發(fā)明人創(chuàng)新性地提出了對傳統(tǒng)的一體式攪拌摩擦焊攪拌頭進行改進，使攪拌針和軸肩形成為能相對于彼此移動的分離式的攪拌頭結構。如圖2-圖4所示，圖2是根據(jù)本公開的實施例的摩擦焊用攪拌頭的軸肩的示意圖；圖3是根據(jù)本公開的實施例的摩擦焊用攪拌頭的攪拌針的示意圖；圖4是根據(jù)本公開的實施例的摩擦焊用攪拌頭的軸肩和攪拌針裝配在一起的示意圖。
[0027]如圖2-圖4所