【CN109967857A】一种实现大深宽比低阻抗焊接的搅拌摩擦焊焊具【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910221955.2
(22)申请日 2019.03.22
(71)申请人 哈尔滨工业大学
地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西
大直街92号
申请人 北京电子工程总体研究所
(72)发明人 黄永宪　谢聿铭　于江祥　孟祥晨　
陈磊　
(74)专利代理机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权
代理有限公司 23211
代理人 安琪
(51)Int.Cl.
B23K 20/12(2006.01)
B23K 20/26(2006.01)
(54)发明名称一种实现大深宽比低阻抗焊接的搅拌摩擦焊焊具(57)摘要本发明提出了一种实现大深宽比低阻抗焊接的搅拌摩擦焊焊具，属于搅拌摩擦焊接技术领域。

所述搅拌摩擦焊焊具包括夹持柄、搅拌体、定位螺钉和两个紧固螺钉；所述夹持柄包括上夹持体和下夹持体；在所述上夹持体的轴心位置上设有轴心通孔，在所述下夹持体径向方向上的内部设有两个对称的夹持螺纹孔；所述搅拌体固定安装于轴心通孔内，所述沿所述搅拌体周向设置对称的两个搅拌体周向平面用于紧固夹持；所述搅拌体的上下两端均设有轴肩和搅拌针。

所述搅拌摩擦焊焊具具有实现特殊型材结构下单次大深宽比高质量焊接的能力，同时显著降低热输入、促进被焊材料流动，
提高接头力学性能。

权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109967857 A 2019.07.05
C N 109967857
A
权　利　要　求　书1/1页CN 109967857 A
1.一种实现大深宽比低阻抗焊接的搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述搅拌摩擦焊焊具包括夹持柄(1)、搅拌体(2)、定位螺钉(3)和两个紧固螺钉(4)；
所述夹持柄(1)包括上夹持体(1-1)和下夹持体(1-2)；所述上夹持体(1-1)和下夹持体(1-2)均为空心圆柱体结构并制为一体，其中，所述安装体(1-1)的直径小于下夹持体(1-2)的直径；上安装体(1-1)外表面上设有焊具安装面(1-1-1)和轴心开螺纹孔(1-1-2)；下夹持体(1-2)的外表面上设置有至少一个散热环槽(1-2-1)，并且，在所述下夹持体(1-2)的轴心位置上设有轴心通孔(1-2-2)，在所述下夹持体(1-2)径向方向上的内部设有两个对称的夹持螺纹孔(1-2-3)；
所述搅拌体(2)固定安装于轴心通孔(1-2-2)内，所述沿所述搅拌体(2)周向设置对称的两个搅拌体周向平面(2-1)；所述搅拌体(2)的上下两端均设有轴肩(2-2)和搅拌针(2-3)；其中，上安装体螺纹孔直径(1-1-2)大于下夹持体通孔直径(1-2-2)；
所述定位螺钉(3)安装于轴心开螺纹孔(1-1-2)中，所述定位螺钉(3)的下端与搅拌体(2)的上端紧密接触；
所述两个紧固螺钉(4)分别设置于夹持螺纹孔(1-2-3)中，所述紧固螺钉(4)的底端与搅拌体周向平面(2-1)相接触以紧固装夹。

2.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述轴肩(2-2)采用内凹型结构，所述搅拌针(2-3)采用锥形结构，所述搅拌针(2-3)的下表面(2-3-1)为平面。

3.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，大深宽比低阻抗搅拌摩擦焊焊具设计，所述搅拌针(2-3)的长度与所述轴肩(2-2)的直径比值关系定义为：L≥0.08d2
其中，L为搅拌针(2-3)的长度，d为轴肩(2-2)的直径。

4.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述轴肩(2-2)上设有0.5-3.0mm 深多层同心圆槽，或1.0-3.0mm深阿基米德螺线槽；所述搅拌针上设有螺距为0.75-3.0mm的梯形右旋螺纹，或0.2-3mm深周向均布铣平面结构。

5.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，单次大深宽比低阻抗搅拌摩擦焊焊具进行对接或搭接时，焊接速度10-1000mm/min，焊具转速为200rpm-6000rpm，主轴倾角为0°-3°，下压量为0-0.2mm。

6.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述夹持柄(1)采用低碳钢或铸铁制成。

7.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，搅拌体(2)采用W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2或W9Mo3Cr4V牌号的高速钢，或镍基合金、WC-Co合金或多晶立方氮化硼等材质制成。

2。