專利名稱：新型鋁合金攪拌針的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型鋁合金攪拌針。
背景技術：
攪拌摩擦焊是由英國焊接研究所(The Welding Institute,簡稱TWI)于1991年提出的一種固態(tài)連接方法，并于1993年和1995年在世界范圍內(nèi)的發(fā)達和發(fā)展中國家申請了知識產(chǎn)權保護。此技術原理簡單，且控制參數(shù)少，易于自動化，可將焊接過程中的人為因素降到最低。攪拌摩擦焊技術與傳統(tǒng)的熔焊相比，擁有很多優(yōu)點，因而使得它具有廣泛的工業(yè)應用前景和發(fā)展?jié)摿?。有關攪拌摩擦焊接頭的組織、力學性能(包括斷裂、疲勞、腐蝕性能)、無損檢測以及工藝參數(shù)對焊縫質量的影響等的研究是推廣應用攪拌摩擦焊的基礎，有關這些方面的研究是這個領域的研究熱點。攪拌摩擦焊技術是世界焊接技術發(fā)展史上自發(fā) 明到工業(yè)應用時間跨度最短和發(fā)展最快的一項神奇的固相連接新技術。截止2002年9月15日，世界范圍內(nèi)得到英國焊接研究所(TWI)攪拌摩擦焊專利技術許可的用戶己經(jīng)有78家，與攪拌摩擦焊技術相關的專利技術有551項，用戶已覆蓋24個國家和地區(qū)。著名的B ο ei n g、NASA、BAE、HONDA、GE、HITACHI、MARTIN等公司購買了此項技術，并已大量的在航天、航空、車輛、造船等行業(yè)得到成功地應用。攪拌摩擦焊的焊接原理為置于墊板上的對接工件通過夾具夾緊，以防止對接接頭在焊接過程中松開。一個帶有特型攪拌指頭的攪拌頭旋轉并緩慢的將攪拌指頭插入兩塊對接板材之間的焊縫處。一般來講，攪拌指頭的長度接近焊縫的深度。當旋轉的攪拌指頭接觸工件表面時，與工件表面的快速摩擦產(chǎn)生的摩擦熱使接觸點材料的溫度升高，強度降低。攪拌指頭在外力作用下不斷頂鍛和擠壓接縫兩邊的材料，直至軸肩緊密接觸工件表面為止。這時，由旋轉軸肩和攪拌指頭產(chǎn)生的摩擦熱在軸肩下面和攪拌指頭周圍形成大量的塑化層。當工件相對攪拌指頭移動或攪拌指頭相對工件移動時，在攪拌指頭側面和旋轉方向上產(chǎn)生的機械攪拌和頂鍛作用下，攪拌指頭的前表面把塑化的材料移送到攪拌指頭后表面。在攪拌指頭沿著接縫前進時，攪拌焊頭前頭的對接接頭表面被摩擦加熱至超塑性狀態(tài)。攪拌指頭和軸肩磨擦接縫，破碎氧化膜，攪拌和重組攪拌指頭后方的磨碎材料。攪拌指頭后方的材料冷卻后就形成焊縫。可見此焊縫是在熱、機聯(lián)合作用下形成的固態(tài)焊縫。這種方法可以看作是一種自鎖孔連接技術，在焊接過程中，攪拌指頭所在處形成小孔，小孔在隨后的焊接過程中又被填滿，應該指出，攪拌摩擦焊縫結束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。攪拌針的作用是通過旋轉摩擦產(chǎn)生熱量提供焊接所需的熱量，并帶動攪拌針周圍材料的流動以形成焊縫；攪拌針的形狀對攪拌焊接技術至關重要，它決定了加熱和材料的塑性流動。當焊接材料的厚度增加時，攪拌針與工件之間摩擦產(chǎn)生的熱量也成為重要的熱量來源?，F(xiàn)有的鋁合金攪拌針結構主要有光面圓柱體，普通圓柱螺紋，錐形螺紋，大溝槽螺紋以及帶螺旋流動槽的螺紋等，其焊接厚度均小于40_。[0006]現(xiàn)有的攪拌頭無法實現(xiàn)厚度超過40mm的鋁合金板的焊接。

實用新型內(nèi)容本實用新型需要解決的技術問題就在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種新型鋁合金攪拌針，它可以使得焊接厚度增加，由原來的40mm到現(xiàn)在的80mm，提高焊接厚度100%;攪拌針結構的改變使摩擦產(chǎn)生的熱量更加均勻，材料流動更合理，形成的焊縫質量更好。為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案本實用新型提供了一種新型鋁合金攪拌針，包括圓錐形攪拌針，所述圓錐形攪拌針圓錐面設置有多旋向螺旋線。所述圓錐形攪拌針圓錐面上均布有3條直面棱邊和3條錐面邊，3條錐面邊上分別設置有不同旋向的螺旋線，分別為右旋向螺旋線、左旋向螺旋線和環(huán)形螺旋線。攪拌針的作用是通過旋轉摩擦產(chǎn)生熱量提供焊接所需的熱量，并帶動攪拌針周圍材料的流動以形成焊縫；攪拌針的形狀對攪拌焊接技術至關重要，它決定了加熱和材料的塑性流動。當焊接材料的厚度增加時，攪拌針與工件之間摩擦產(chǎn)生的熱量也成為重要的熱量來源；新型鋁合金攪拌針其結構采用圓錐多旋向螺旋線，在圓錐面上均布了 3條直面棱邊，同時3條圓錐面上分別加工不同旋向的螺旋線，為焊縫區(qū)塑性材料提供重復多方向機械攪拌力，使材料流動更合理，以形成致密的焊縫組織。

圖I為本實用新型立體結構示意圖。圖2為本實用新型左旋向螺旋線和環(huán)形螺旋線結構示意圖。圖3為本實用新型右旋向螺旋線結構示意圖。圖4為本實用新型橫截面結構示意圖。
具體實施方式
如圖I、圖2、圖3和圖4所示，本實用新型提供了一種新型鋁合金攪拌針，包括圓錐形攪拌針1，所述圓錐形攪拌針圓錐面設置有多旋向螺旋線。所述圓錐形攪拌針圓錐面上均布有3條直面棱邊111、112、113，和3條錐面，121、122、123，3條錐面邊上分別設置有不同旋向的螺旋線，分別為右旋向螺旋線2、左旋向螺旋線3和環(huán)形螺旋線4。攪拌針的作用是通過旋轉摩擦產(chǎn)生熱量提供焊接所需的熱量，并帶動攪拌針周圍材料的流動以形成焊縫；攪拌針的形狀對攪拌焊接技術至關重要，它決定了加熱和材料的塑性流動。當焊接材料的厚度增加時，攪拌針與工件之間摩擦產(chǎn)生的熱量也成為重要的熱量來源；新型鋁合金攪拌針其結構采用圓錐多旋向螺旋線，在圓錐面上均布了 3條直面棱邊，同時3條圓錐面上分別加工不同旋向的螺旋線，為焊縫區(qū)塑性材料提供重復多方向機械攪拌力，使材料流動更合理，以形成致密的焊縫組織。最后應說明的是顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用 新型的保護范圍之中。
權利要求1.一種新型鋁合金攪拌針，其特征在于包括圓錐形攪拌針，所述圓錐形攪拌針圓錐面設置有多旋向螺旋線。
2.如權利要求I所述的新型鋁合金攪拌針，其特征在于所述圓錐形攪拌針圓錐面上均布有3條直面棱邊和3條錐面邊，3條錐面邊上分別設置有不同旋向的螺旋線，分別為右旋向螺旋線、左旋向螺旋線和環(huán)形螺旋線。
專利摘要本實用新型公開了一種新型鋁合金攪拌針，包括圓錐形攪拌針，所述圓錐形攪拌針圓錐面設置有多旋向螺旋線。所述圓錐形攪拌針圓錐面上均布有3條直面棱邊和3條錐面邊，3條錐面邊上分別設置有不同旋向的螺旋線，分別為右旋向螺旋線、左旋向螺旋線和環(huán)形螺旋線。本實用新型可以使得焊接厚度增加，由原來的40mm到現(xiàn)在的80mm，提高焊接厚度100%；攪拌針結構的改變使摩擦產(chǎn)生的熱量更加均勻，材料流動更合理，形成的焊縫質量更好。
文檔編號B23K20/12GK202555967SQ201220172720
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權日2012年4月23日
發(fā)明者汪陽, 周正勇 申請人:無錫天野數(shù)控裝備有限公司