阅读说明：本技术 一种搅拌摩擦焊搭接刀具 (Friction stir welding lap joint cutter ) 是由 迟珉良 梁军强 于 2020-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明属于搅拌摩擦焊技术领域,提供了一种搅拌摩擦焊搭接刀具,用于搭接上板材和下板材,包括刀体、夹持柄以及工作部；夹持柄与刀体一体组成,夹持柄连接在刀体的一端并用于与焊接设备刀柄固定连接；工作部一体连接在夹持刀体的另一端,工作部包括大搅拌针和小搅拌针,大搅拌针和小搅拌针同时破碎坡口面金属板材并提高下板材的塑型金属流动性后实现搭接。本发明的优点在于通过大小两个搅拌针同时破碎坡口面母材金属,在大小两个轴肩同时旋转作用下,分别带动上下两块母材的塑性金属流动,与常规搅拌摩擦焊接刀具相比,利用小轴肩可大大提高下板材的塑型金属流动性,改善焊缝内部压强分布,进而消除冷搭接缺陷及HOOK缺陷。(The invention belongs to the technical field of friction stir welding, and provides a friction stir welding lap joint cutter which is used for lapping an upper plate and a lower plate and comprises a cutter body, a clamping handle and a working part; the clamping handle is connected to one end of the cutter body and is fixedly connected with a cutter handle of the welding equipment; the working part is connected to the other end of the clamping cutter body in an integrated mode, the working part comprises a large stirring pin and a small stirring pin, the large stirring pin and the small stirring pin simultaneously break a bevel face metal plate and improve the plastic metal fluidity of the lower plate to achieve lap joint. The invention has the advantages that the large and small stirring needles simultaneously crush the base metal of the bevel surface and respectively drive the plastic metals of the upper and lower base metals to flow under the simultaneous rotation action of the large and small shaft shoulders.)

一种搅拌摩擦焊搭接刀具

技术领域

本发明属于搅拌摩擦焊技术领域，涉及一种搅拌摩擦焊搭接刀具。

背景技术

在铝合金搭接接头在搅拌摩擦焊接过程中由于焊缝金属流动不充分、上板和下板之间热量传递不佳，现有的搅拌摩擦焊搭接刀具在加工时容易形成HOOK缺陷及冷搭接缺陷，因此有必要对现有的搅拌摩擦焊搭接刀具进行改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种提高下板的塑型金属流动性，消除HOOK缺陷及冷搭接缺陷的搅拌摩擦焊搭接刀具。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种搅拌摩擦焊搭接刀具，用于搭接上板材和下板材，其特征在于，包括：

刀体；

夹持柄，与刀体一体组成，其中，夹持柄连接在刀体的一端并用于与焊接设备刀柄固定连接；

工作部，一体连接在夹持刀体的另一端，其中，工作部包括大搅拌针和小搅拌针，大搅拌针和小搅拌针同时破碎坡口面金属板材并提高下板材的塑型金属流动性后实现搭接。

在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，小搅拌针与大搅拌针的连接处具有小轴肩，大搅拌针与刀体的连接处具有大轴肩，其中，大轴肩和小轴肩同时旋转并带动金属上板材和金属下板材的塑性金属流动。

当进行搅拌摩擦焊搭接时，小轴肩是处于下板材处进行搅拌，而大轴肩是处于上板材处进行搅拌，大搅拌针和小搅拌针同时破碎坡口面金属板材，其中大轴肩和小轴肩同时旋转并分别带动金属上板材和金属下板材的塑性金属流动后实现搭接，由于小轴肩可以大大提高下板材的塑型金属流动性，从而改善焊缝内部压强分布，进而消除冷搭接缺陷及HOOK缺陷。

在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，刀体包括有一体连接的过渡部以及散热部，所述过渡部呈上端大下端小圆头状，其中，散热部上具有散热环。

在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，小搅拌针为呈下端小上端大的柱状针。

在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，大搅拌针为多个布置在表面的圆凸环。

在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，相邻的两个圆凸环的过渡连接处为圆槽。

在上述的一种搅拌摩擦焊搭接刀具中，过渡部的底面上具有面配合圆环。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过大小两个搅拌针同时破碎坡口面母材金属，在大小两个轴肩同时旋转作用下，分别带动上下两块母材的塑性金属流动，与常规搅拌摩擦焊接刀具相比，利用小轴肩可大大提高下板材的塑型金属流动性，改善焊缝内部压强分布，进而消除冷搭接缺陷及HOOK缺陷。

附图说明

图1是本搅拌摩擦焊搭接刀具立体结构的示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是图1的正视结构示意图；

图4是图3的A-A向剖视结构示意图；

图5是本搅拌摩擦焊搭接刀具在搭接板材时的状态示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

图中，刀体100；过渡部1001；散热部1002；散热环1003；配合圆环1004；夹持柄200；定位槽2001；工作部300；大搅拌针3001；小搅拌针3002；大轴肩3003；小轴肩3004；圆凸环3005；圆槽3006；上板材400；下板材500。

如图1和图5所示，本搅拌摩擦焊搭接刀具，用于搭接上板材400和下板材500，整个刀具一体加工而成，主要包括刀体100、夹持柄200以及工作部300，整个刀具适用于铝合金型材的搭接接头FSW焊接，所涉及的领域为航空航天薄壁结构件、汽车电池托盘及水冷板等轻量化结构件及轨道列车车体部分结构的焊接。

夹持柄200是与刀体100一体组成，其中夹持柄200连接在刀体100的一端并用于与焊接设备刀柄连接，并且夹持柄200上设定一定位槽2001，方便牢靠的与机械手进行固定连接，并通过机械手带动整个刀具进行加工作业，作为优化，刀体100包括有一体连接的过渡部1001以及散热部1002，过渡部1001呈上端大下端小圆头状，其中散热部1002上具有散热环1003，这里过渡部1001主要起到连接工作部300以及传递热量的作用，这里当工作部300进行搅拌摩擦焊时会产生热量，就可以通过散热环1003将热量散发出去，从而防止热量过热，影响搭接的效果，并且散热环1003可以方便整个刀具装夹。

如图2、图3以及图4所示，作为进一步优化，本实施例中的工作部300一体连接在夹持刀体100的另一端，其中工作部300包括大搅拌针3001和小搅拌针3002，其中小搅拌针3002位于前端，大搅拌针3001位于后端，小搅拌针3002与大搅拌针3001的连接处具有小轴肩3004，大搅拌针3001与刀体100的过渡部1001的连接处具有大轴肩3003，如图5所示，当进行搅拌摩擦焊搭接时，小轴肩3004是处于下板材500处进行搅拌，而大轴肩3003是处于上板材400处进行搅拌，大搅拌针3001和小搅拌针3002同时破碎坡口面金属板材，其中大轴肩3003和小轴肩3004同时旋转并分别带动金属上板材400和金属下板材500的塑性金属流动后实现搭接，由于小轴肩3004可以大大提高下板材500的塑型金属流动性，从而改善焊缝内部压强分布，进而消除冷搭接缺陷及HOOK缺陷，作为优化，过渡部1001的底面上具有面配合圆环1004，利用配合圆环1004可以与上板材400底面充分接触，进一步保证上板材400塑型金属流动性。

为了方便整个刀具穿过板材，作为进一步优化，小搅拌针3002为呈下端小上端大的柱状针，大搅拌针3001为多个布置在表面的圆凸环3005，相邻的两个圆凸环3005的过渡连接处为圆槽3006，整个圆凸环3005即是刀口，利用小搅拌针3002可以先顺利穿过板材，然后再利用后端大搅拌针3001的圆凸环3005进行搅拌后产生热量，从而消除冷搭接缺陷及HOOK缺陷。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。