一种无搅拌针的搅拌摩擦焊接头及焊接工艺

摘要

一种无搅拌针的搅拌摩擦焊接头及焊接工艺，属于有色金属加工技术领域，其焊接工艺是：将铝合金工件沿焊接面贴合，搅拌头轴肩压入被焊接工件表面0.1‑0.3mm，在焊缝外侧形成预焊道，将工件连接成为一个整体；焊接参数为：搅拌头针长0mm，主轴转速2000R/min‑2400R/min，焊接速度800mm/min‑1000mm/min，焊接搅拌头前倾角0.5°‑2.5°，焊接压力2400N‑3400N。其特征是：在搅拌头的头部有突出的圆平面形搅拌头轴肩，在搅拌头轴肩的圆平面上开有螺旋线形条纹槽。有益效果是：1、无搅拌针的搅拌头在焊接过程中对工件不施加横向力，提高产品质量。2、消除工件错边，并在工件表面形成预焊道，使工件连接为一个整体，达到工件点固效果。

说明书

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，涉及一种铝型材焊接工艺的改进。

背景技术

在铝合金焊接过程中，搅拌摩擦焊接具有接头质量高、焊接变形小和焊接过程无污染等优点，是铝合金优选的焊接方法，在汽车、船舶、机车车辆、航空和航天等制造领域具有广阔的应用背景。

传统的搅拌头带有搅拌针，焊接过程中会对工件施加轴向力和横向力。轴向力为搅拌头轴肩压在工件表面的压力，横向力为搅拌头搅拌针旋入工件中对工件施加的向外的压力。工件在搅拌摩擦焊接过程中横向力会导致焊缝张开，从而导致焊缝表面焊深或填充材料不足而引起内部孔洞缺陷。

发明内容

本发明的目的是：提供一种无搅拌针的搅拌摩擦焊接头及焊接工艺，它可以防止搅拌摩擦焊接过程中焊缝张开，使用无搅拌针的搅拌头对工件表面进行搅拌摩擦焊接，消除工件错边，并在工件表面形成预焊道，达到工件点固效果。

本发明的技术方案是：

本发明的焊接工艺是：将铝合金工件沿焊接面贴合，使用无搅拌针的搅拌头旋入到工件表面，搅拌头轴肩压入被焊接工件表面0.1-0.3mm，在焊缝外侧形成预焊道，将工件连接成为一个整体；焊接参数为：搅拌头针长0mm，主轴转速2000R/min-2400R/min，焊接速度800mm/min-1000mm/min，焊接搅拌头前倾角0.5°-2.5°，焊接压力2400N-3400N。

本发明的焊接搅拌头是：在搅拌头的头部有突出的圆平面形搅拌头轴肩，在搅拌头轴肩的圆平面上开有螺旋线形条纹槽，焊接搅拌头的工作状态呈前倾角0.5°-2.5°。

本发明的有益效果是：1、无搅拌针的搅拌头在焊接过程中对工件不施加横向力，可防止工件在焊接过程中张开，提高产品质量。2、消除工件错边，并在工件表面形成预焊道，使工件连接为一个整体，达到工件点固效果。

附图说明

图1是带有搅拌针的针搅拌头示意图；

图2是带有搅拌针的搅拌头焊接过程示意图；

图3是本发明焊接搅拌头主视图；

图4是本发明焊接搅拌头左视图；

图5是本发明焊接搅拌头焊接过程示意图；

图6是本发明预焊道示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做具体描述：

其中：1是搅拌头的搅拌针；2是有搅拌针的轴肩；3是无搅拌针的焊接搅拌头轴肩；4是被焊工件表面；5是预焊道；6是螺旋线形条纹槽；7是焊接搅拌头刀柄。

无搅拌针的焊接搅拌头轴肩3为圆柱形，插接固定在焊接搅拌头刀柄7腔体内，焊接搅拌头轴肩3前端为圆形平面，在圆形平面上开有螺旋线形条纹槽，当焊接搅拌头轴肩3高速旋转，再与工件接触工作时，提高摩擦系数，使两个工件快速升温熔接。

无搅拌针的焊接搅拌头轴肩3旋转速度旋入被焊接工件表面4中，旋转速度为2200R/min，压入量0.2mm，倾角2°，焊接压力3000N。以900mm/min焊接速度在工件表面进行搅拌摩擦焊焊接，在工件表面形成预焊道5，使工件连接为一个整体，达到工件点固效果。