帶非圓周肩部的摩擦攪拌工具及其可實施的摩擦攪拌方法
【專利摘要】為了能夠以簡單的過程可靠的方式借助于摩擦攪拌連接具有棱邊偏移（18）的工件（10、12），本發(fā)明提出了用于摩擦攪拌的摩擦攪拌工具（30），其具有用于壓到工件表面（14）上的肩部（34）以及突出超過肩部（34）的可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的針（32）用于塑化地插入至少一個有待加工的工件（10、12）中，其中所述肩部（34）在圓周區(qū)域上具有中斷開口（42），使得肩部（34）不是全圓周地圍繞所述針（32）。此外，提出了設(shè)有該摩擦攪拌工具的摩擦攪拌裝置（50）以及能夠用該摩擦攪拌裝置實施的摩擦攪拌方法。
【專利說明】帶非圓周肩部的摩擦攪拌工具及其可實施的摩擦攪拌方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于摩擦攪拌的摩擦攪拌工具，具有用于壓緊到工件表面的肩部以及伸出超過該肩部的可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的針用來塑化地插入至少一個有待加工的工件中。本發(fā)明還涉及一種設(shè)有這種摩擦攪拌工具的摩擦攪拌裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種可用這種摩擦攪拌工具或者這種摩擦攪拌裝置實施的摩擦攪拌方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明基于摩擦攪拌的領(lǐng)域(英語:“Frict1n Stir Processing”),其用在工件的維修、加工以及改良并且尤其用在工件的連接之中。在摩擦攪拌中將針狀的突起在旋轉(zhuǎn)移動中插入至少一個工件中，從而至少在焊針的接觸區(qū)域內(nèi)改性工件材料。為了維修目的，將旋轉(zhuǎn)的針例如插入工件的裂紋中。
[0003]摩擦攪拌的特殊情況是摩擦攪拌焊接或者“Frict1n Stir Welding”(FSW),這越來越多地用在航空和航天技術(shù)中、軌道交通技術(shù)中、娛樂電子設(shè)備以及汽車制造中。在此涉及簡單的、干凈的并且革新的聯(lián)接方法，其突出之處在于較高的效率以及較高的自動化潛力，由此降低了制造成本并且降低了由此形成的結(jié)構(gòu)的重量。
[0004]尤其在WO 93/10935中描述了一種摩擦攪拌焊接。在此，兩個有待相互焊接的工件處于接觸之中并且保持在該位置中。在所述工件的連接區(qū)域內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)移動之下插入相應(yīng)的工具的焊針或者針狀的突起，直到在針上方布置在工具上的肩部靠在工件的表面上。在此，通過工具和工件之間的相對移動產(chǎn)生摩擦熱量，使得相鄰的材料區(qū)域在連接區(qū)域內(nèi)處于塑化的狀態(tài)。工具在針旋轉(zhuǎn)期間與連接區(qū)域接觸，沿著工件的連接線向前沿著進給方向移動，使得圍繞針的材料塑化并且隨后加固。在材料完全硬化之前，所述焊針從連接區(qū)域或者工件移開。
[0005]由DE 10 2005 030 800 B4公開了一種摩擦攪拌工具、設(shè)有該摩擦攪拌工具的摩擦攪拌裝置以及用于借助于摩擦攪拌沿著連接線焊接至少兩個相互靠著的工件的摩擦攪拌焊接方法形式的摩擦攪拌方法。由DE 10 2005 030 800 B4公開的摩擦攪拌焊接方法的突出之處在于，相對于前面公開的摩擦攪拌焊接方法，在焊接過程期間僅僅旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述針，而肩部以n=0的轉(zhuǎn)速得到保持。該肩部以及針由此能夠相互相對旋轉(zhuǎn)地構(gòu)造。由此能夠?qū)崿F(xiàn)大量艱難的焊接任務(wù)。
[0006]此外，更大的挑戰(zhàn)是連接不同厚度的工件。沿著工件之間的階梯或者棱邊偏移的摩擦攪拌焊接尤其都不同于普通的。
[0007]為此，在DE 100 63 920 Al中提出，在棱邊偏移上布置底座，該底座支持更薄的工件并且然后從背側(cè)實施摩擦攪拌焊接方法，該背側(cè)是兩個工件以其上面的外側(cè)面處于一個平面內(nèi)的地方。然而這種焊接方法不能在所有焊接任務(wù)中實施，經(jīng)常希望剛好從帶有棱邊偏移的一側(cè)進行的焊接。尤其值得期望的是，代替棱邊偏移產(chǎn)生相應(yīng)削平或者倒斜面的過渡區(qū)域。然而這剛好像在DE 100 63 920 Al中所解釋地與困難相聯(lián)系。
[0008]在DE 102 96 452 T5 (W0 02/070186 的德語翻譯)以及 DE 601 08 812 T2 (EPI 166 946 BI的德語翻譯)中為了連接兩個不同厚度的帶有棱邊偏移的工件，建議帶有肩部以及從肩部突出的針的摩擦攪拌工具置于相對于有待連接的工件的迎角下并且用該迎角沿進給方向移動以形成焊縫。
[0009]為此，根據(jù)DE 102 96 452 T5，整個旋轉(zhuǎn)的帶有肩部以及整體與肩部構(gòu)造的突出的針的摩擦攪拌工具以斜向于有待連接的工件的表面設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸線沿進給方向在連接線上移動。這例如可以借助于帶有多個關(guān)節(jié)的機器人臂實現(xiàn)。然而這種焊接方法的過程控制都不同于普通的。所述機器人必須設(shè)有至少五個關(guān)節(jié)并且相應(yīng)精確地引導(dǎo)。因此設(shè)置了帶有復(fù)雜的用于摩擦攪拌工具的保持機構(gòu)的復(fù)雜的摩擦攪拌裝置。
[0010]相反，在DE 601 08 812 T2中提出，有待連接的工件支撐在斜的平面上，以由此設(shè)置用于同樣整個旋轉(zhuǎn)的工具的傾斜的迎角。這也不普通，因為所述工件必須相應(yīng)更困難地支承在斜的平面上。
[0011]通常設(shè)置摩擦攪拌工具的肩部用于避免塑化的材料排出。由此，所述肩部密封地起作用，從而將塑化的材料保持在焊接位置上。該肩部在整個現(xiàn)有技術(shù)中環(huán)繞所述針地設(shè)置在圓柱形的主體上，從而滿足所述密封任務(wù)。所述旋轉(zhuǎn)對稱性以及肩部沿圓周方向完整地圍繞針的旋轉(zhuǎn)軸線根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)是絕對必需的特征，用來滿足肩部功能。這尤其適用于一體旋轉(zhuǎn)的摩擦攪拌工具的肩部，其用于在工件的階梯或者棱邊偏移上進行焊接。然而，在棱邊偏移上焊接剛好還是困難的。如在DE 100 63 920 Al中提出的，例如在焊接帶有棱邊偏移的工件時較厚的工件的上面的自由棱邊變軟并且從工具的-設(shè)置在肩部上的-摩擦面平壓到較薄的板材的高度上或者用于形成過渡區(qū)域。然而在此，在工具旁邊形成了不希望的突起。此外，只能補償較小的厚度躍變。在更大的厚度躍變中，在厚度過渡部分上形成關(guān)于聯(lián)接的部件的再加工方面危險的切口效應(yīng)，該切口效應(yīng)會引起部件失效。
[0012]因此，必須在至今為止的帶有棱邊偏移的摩擦攪拌焊接方法中選擇合適傾斜的迎角并且在焊接過程中保持住。這在加工技術(shù)上很難操作。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]因此，本發(fā)明的任務(wù)是提出一種摩擦攪拌工具以及設(shè)有該摩擦攪拌工具的摩擦攪拌裝置，通過該摩擦攪拌裝置，在確保穩(wěn)健的過程控制的情況下也在變化的邊界條件下，仍以比至今為止更簡單的方式以及更簡單的機構(gòu)可以尤其(但不排他地)實施帶有棱邊偏移的聯(lián)接件的摩擦攪拌焊接。
[0014]該任務(wù)通過具有后附的權(quán)利要求1所述特征的摩擦攪拌工具得到解決。設(shè)有該摩擦攪拌工具的摩擦攪拌裝置是并列權(quán)利要求的主題?？梢杂眠@種摩擦攪拌工具以及這種摩擦攪拌裝置實施的摩擦攪拌方法是其它并列權(quán)利要求的主題。
[0015]本發(fā)明的有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0016]本發(fā)明根據(jù)一個方面提供了用于摩擦攪拌的摩擦攪拌工具，其具有用于壓到工件表面上的肩部以及伸出超過肩部的可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的針用于塑化地插入至少一個有待加工的工件中，其中該肩部在圓周區(qū)域上具有中斷開口，使得肩部不是全圓周地圍繞所述針。
[0017]換句話說，實現(xiàn)了帶有非圓周的肩部的摩擦攪拌工具。
[0018]使用DE 102 96 452 T5或者DE 601 08 812 T2中所示類型的常規(guī)的摩擦攪拌工具在使用傾斜迎角的情況下雖然在焊接具有棱邊偏移的聯(lián)接件時實現(xiàn)了穩(wěn)健性，但是也引起了復(fù)雜的操作技術(shù)，尤其在實施非線性的焊縫時。尤其在進給方向變化時，迎角必須跟蹤。此外限制了工具迎角的用于相對于棱邊偏移提高過程公差的正效應(yīng)。
[0019]相應(yīng)地在本發(fā)明中選擇了另一方案。根據(jù)本發(fā)明不使用完全沿圓周方向環(huán)繞的肩部，反而該肩部在圓周區(qū)域上具有中斷開口。優(yōu)選該針沒有完全被肩部包圍。
[0020]如試驗所證實的，用優(yōu)選實施方式優(yōu)選可以在使用非旋轉(zhuǎn)的肩部時通過工具肩部的開口實現(xiàn)相對于棱邊偏移的極度的過程公差，而不必調(diào)節(jié)迎角并且不必容忍其復(fù)雜性。
[0021]總之，可以用按本發(fā)明或者本發(fā)明的有利的設(shè)計方案的摩擦攪拌工具提高過程穩(wěn)健性并且顯著簡化操作技術(shù)。
[0022]優(yōu)選所述中斷開口在相對于針的旋轉(zhuǎn)軸線的軸向上看構(gòu)造成圓扇段形的。
[0023]優(yōu)選構(gòu)造摩擦攪拌工具作為摩擦攪拌焊接工具用來通過摩擦攪拌焊接沿著焊縫連接兩個工件。
[0024]優(yōu)選所述針相對于肩部是可旋轉(zhuǎn)的并且/或者構(gòu)造該肩部使在摩擦攪拌期間旋轉(zhuǎn)的針具有n=0的轉(zhuǎn)速。
[0025]根據(jù)另一方面，本發(fā)明實現(xiàn)了具有前面所述類型的帶有非環(huán)繞的肩部的摩擦攪拌工具的摩擦攪拌裝置以及用于使摩擦攪拌工具例如在焊縫焊接時沿進給方向移動并且引導(dǎo)該摩擦攪拌工具的工具引導(dǎo)裝置。如此構(gòu)造所述摩擦攪拌裝置，使得肩部的中斷開口沿進給方向定向。
[0026]根據(jù)另一方面，本發(fā)明實現(xiàn)了一種用于借助于摩擦攪拌加工至少一個工件的摩擦攪拌方法，其包括以下步驟:
將旋轉(zhuǎn)的針插入所述至少一個工件中并且通過摩擦攪拌使工件材料塑化，
防止由于將至少部分包圍針的肩部壓到所述至少一個工件的表面上造成塑化的材料排出，其中使用帶有中斷開口的肩部，該肩部不完全地包圍所述針。
[0027]優(yōu)選所述摩擦攪拌方法是用于借助于摩擦攪拌焊接來連接第一和第二工件的摩擦攪拌焊接方法。
[0028]這種摩擦攪拌焊接方法的優(yōu)選設(shè)計方案具有以下步驟:
使所述針以及肩部沿進給方向移動從而形成焊縫，
在針旋轉(zhuǎn)的焊接過程中固定肩部并使中斷開口沿進給方向定向，使得該肩部不旋轉(zhuǎn)地以沿著進給方向向前定向的中斷開口在有待形成的焊縫上方移動。
[0029]進一步優(yōu)選地設(shè)置以下步驟:沿著工件之間的階梯或者棱邊偏移焊接第一工件與第二工件。
[0030]試驗證明，人們通過放棄至今為止出現(xiàn)的構(gòu)思，據(jù)此肩部始終需要圍繞針，并反而通過設(shè)置部分地在圓周上設(shè)有中斷開口的肩部，可以實現(xiàn)工件的棱邊偏移區(qū)域內(nèi)更好的焊接。肩部的密封任務(wù)可以在中斷開口的區(qū)域內(nèi)通過向上突出的棱邊實現(xiàn)。
[0031]為此，在實施摩擦攪拌焊接方法時優(yōu)選向前沿著進給方向定向所述中斷開口，使得所述棱邊穿過中斷開口朝旋轉(zhuǎn)的針導(dǎo)入摩擦攪拌工具中。在那里通過摩擦熱量對棱邊進行塑化，該摩擦熱量通過針的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。棱邊的還沒塑化的材料負(fù)責(zé)使已經(jīng)塑化的材料不在中斷開口處排出。優(yōu)選如此構(gòu)造所述肩部，使得該肩部在剩余的區(qū)域上完全包圍所述針。例如所述肩部在整個圓周的一個扇段上以0°到90°的角度范圍開口，優(yōu)選以約5°到45°的角度范圍開口。在整個圓周的剩余部分上還存在肩部。
[0032]所述肩部優(yōu)選相對于有待加工的工件進行固定，使得其不與所述針一起旋轉(zhuǎn)。為此可以涉及如在DE 10 2005 030 008 B4中描述并且示出的措施。在一種設(shè)計方案中所述肩部可以經(jīng)由軸承套裝到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的具有針的旋轉(zhuǎn)體上。這種肩部即使在所述針被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時也通過套裝到工件上進行固定。如果沿進給方向移動摩擦攪拌工具，那么中斷開口可以跟隨棱邊走向。
[0033]在另一設(shè)計方案中所述肩部與針分開地固定在各自的支架上。這種支架也可以構(gòu)造成受控制旋轉(zhuǎn)的，使得肩部的定向匹配進給方向的變化。
[0034]另一方面不必一定固定不動地構(gòu)造所述肩部，該肩部也可以在角度范圍內(nèi)保持來回振蕩，從而在需要時產(chǎn)生額外的摩擦熱量。為此，例如可以引用類似于EP I 021 270 BI的圖3中的裝置，具有以下調(diào)整方案:即所述肩部在圓周的部分區(qū)域上具有-例如相應(yīng)延伸直到針的-中斷開口。
[0035]本發(fā)明的有利的應(yīng)用領(lǐng)域包括連接不同厚度的工件，例如連接不同厚度的板材-關(guān)鍵詞:拼焊板。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]下面根據(jù)附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的實施例。其中示出:
圖1是第一工件和第二工件，其以棱邊偏移相互抵靠并且在棱邊偏移區(qū)域內(nèi)待通過摩擦攪拌方法相互連接；
圖2是一種用于實施摩擦攪拌方法的摩擦攪拌工具的實施方式的側(cè)視圖；
圖3是圖2的工具的俯視圖；
圖4是摩擦攪拌裝置的一種實施方式的示意性的非常簡化的視圖；以及圖5是示意性的草圖，其說明了借助于在圖2和3中示出的摩擦攪拌工具來實施用于焊接兩個在圖1中所示的工件的摩擦攪拌焊接方法。
[0037]附圖標(biāo)記列表 10 第一工件 12 第二工件
14工件表面 16 對接接頭 18 棱邊偏移 20 階梯
30摩擦攪拌工具
32針
34肩部
36旋轉(zhuǎn)軸線
38主體
40檢測區(qū)域
42中斷開口
50摩擦攪拌裝置
52工具移動裝置 54第一引導(dǎo)裝置
56第二引導(dǎo)裝置
58框架
60控制器
61旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器
62擺動驅(qū)動器 64齒輪
66齒環(huán)
70焊縫
W開口角度
Rl第一方向
R2第三方向
V進給方向。
【具體實施方式】
[0038]在圖1中示出了在對接接頭中并排放置的并且相互有待焊接的第一工件10和第二工件12。該第一工件10比該第二工件12更厚。由此在工件表面14上在對接接頭16的區(qū)域內(nèi)形成了棱邊偏移18，該棱邊偏移在還沒焊接的工件10、12中以階梯20形式存在。
[0039]所述兩個工件10、12應(yīng)該在對接接頭16的區(qū)域內(nèi)借助于摩擦攪拌焊接方法相互連接。
[0040]此外，圖2示出了用于摩擦攪拌的摩擦攪拌工具30的實施例，其中該摩擦攪拌工具30具有可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的針32 (也稱作探頭、焊針或焊接探頭)，該針沿著關(guān)于針32的旋轉(zhuǎn)軸線36的軸向上看從肩部34伸出。
[0041]所述肩部34構(gòu)造在摩擦攪拌工具30的主體38上。優(yōu)選該主體38相對于針32可旋轉(zhuǎn)地構(gòu)造。
[0042]圖3示出了與圖2類似構(gòu)造的摩擦攪拌工具30的沿著在圖2中從下面看的軸向的視圖。
[0043]如在圖2和3中所示，所述肩部34不是全圓周地圍繞所述針32沿圓周方向，反而，該肩部3在構(gòu)造用于摩擦作用到工件10、12上的檢測區(qū)域40內(nèi)具有中斷開口 42。中斷開口 42在檢測區(qū)域40內(nèi)從肩部34的外圓周連續(xù)地延伸直到針32。
[0044]所述中斷開口 42尤其在沿軸向看的俯視圖中(參見圖3)構(gòu)造成圓扇段形的并且以角度W開口，該角度優(yōu)選構(gòu)造成0°到90°區(qū)域內(nèi)的銳角。特別優(yōu)選所述角度W小于大約45°并且更優(yōu)選地小于20°。該開口角度W以及中斷開口 42沿軸向的延伸尺度可以根據(jù)焊接任務(wù)構(gòu)造成不同的。
[0045]具有肩部34的主體38可以相對于針32旋轉(zhuǎn)。帶有肩部34的主體38尤其如此構(gòu)造，使得其在摩擦攪拌時不旋轉(zhuǎn)，而是具有n=0的轉(zhuǎn)速。如在DE 10 2005 030 800 B4中公開的那樣，例如在針32以及主體38的可相對運動性方面構(gòu)造摩擦攪拌工具30。
[0046]圖4示出了用于摩擦攪拌的摩擦攪拌裝置50的例子，其具有在肩部34上帶有中斷開口 42的摩擦攪拌工具30以及用于使摩擦攪拌工具30移動以及引導(dǎo)該摩擦攪拌工具30的工具移動裝置52。
[0047]所述工具移動裝置52構(gòu)造用于沿不同的方向引導(dǎo)和移動摩擦攪拌工具30。此外，在圖4所示的說明一種工具移動裝置52的簡單的實施方式的例子中設(shè)置用于使摩擦攪拌工具30沿第一方向Rl (例如X方向)移動的第一引導(dǎo)裝置54以及用于使摩擦攪拌工具30沿第二方向R2 (例如Y方向)移動的第二引導(dǎo)裝置56。當(dāng)然也還可以設(shè)置用于使摩擦攪拌工具30沿第三方向(例如高度方向，Z方向)移動的(未示出的)第三引導(dǎo)裝置。
[0048]此外，所述摩擦攪拌裝置50具有框架58或殼體，該框架或者殼體借助于工具移動裝置52經(jīng)由控制器60控制地移動到各個用于實施所希望的摩擦攪拌過程的方向上。
[0049]在框架58上(或者殼體上)設(shè)置了用于旋轉(zhuǎn)所述針32的第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器61。
[0050]在摩擦攪拌裝置50的在此示出的實施例中，還在框架58上(或者殼體上)設(shè)置通過控制器60控制的擺動驅(qū)動器62，借助于該擺動驅(qū)動器可以沿任意角度定向移動帶有肩部34的主體38，然后主體38就固定在那里。所述擺動驅(qū)動器62例如經(jīng)由齒輪64以及齒環(huán)66與主體38連接。所述擺動驅(qū)動器62例如具有步進馬達。
[0051]優(yōu)選如此構(gòu)造所述控制器60，從而用摩擦攪拌裝置50可以實施用于連接第一工件10和第二工件12的摩擦攪拌焊接。為此，所述針32用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器61旋轉(zhuǎn)地進行驅(qū)動并且插入工件10、12的對接接頭16的區(qū)域(或者其它連接區(qū)域)內(nèi)。通過針32與工件10、12之間的摩擦熱量將工件10、12的材料塑化。為了進行摩擦攪拌,摩擦攪拌工具30經(jīng)由控制器60控制地沿著進給方向V移動。在此，所述肩部34也通過擺動驅(qū)動器62如此定向，使得中斷開口 42始終沿著進給方向V。
[0052]所述中斷開口 42的定向可以通過擺動驅(qū)動器62根據(jù)對接接頭16的走向并且根據(jù)進給方向V相應(yīng)的變化而改變。這在圖4中通過對接接頭16的彎曲的走向以及棱邊偏移18通過點線說明；沿著該彎曲的走向也可以如此形成彎曲的焊縫70。
[0053]圖5示出了接觸攪拌工具30在接觸攪拌焊接過程中作用在第一工件10和第二工件12上的非常示意性的視圖。
[0054]至今為止，始終認(rèn)為摩擦攪拌工具的肩部必須全圓周地圍繞針32，以此，以使其可以滿足其在焊接位置上抑制塑化的材料的任務(wù)。如在圖5中所示，對不是全圓周的肩部34設(shè)置了中斷開口 42 ;然而在此還沒焊接的工件10、12的棱邊偏移18滿足了抑制塑化的材料的任務(wù)。
[0055]試驗證實了，用這種具有不是全圓周的肩部34的摩擦攪拌工具30可以以較大的過程可靠性實施工件10、12與棱邊偏移18的摩擦攪拌，而不必設(shè)定摩擦攪拌工具30的傾斜的迎角。這種傾斜的迎角很難操作，尤其在焊縫70的彎曲的走向中，如其用圖4中的點線所說明的。
[0056]摩擦攪拌工具30和摩擦攪拌裝置50的不同的設(shè)計方案是可以的。如此能夠使中斷開口 42的形狀不同于所示出的形狀。
[0057]代替工具移動裝置52的在圖4中說明的簡單的版本，也可以-如很好已知地-設(shè)置機器人臂作為工具移動裝置52，在該機器人臂的端部上設(shè)置帶有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器61的框架58或者殼體。所述擺動驅(qū)動器62例如可以通過機器人臂的工具接口的相應(yīng)的擺動方案形成。
[0058]盡管示出并且描述了所述摩擦攪拌工具30以及摩擦攪拌裝置50用作用于沿著焊縫連接工件10、12的摩擦攪拌焊接工具或者用作用于沿著焊縫連接工件10、12的摩擦攪拌焊接裝置，但摩擦攪拌工具30和摩擦攪拌裝置50的使用方案不限制于該應(yīng)用情況。也可以實施其它摩擦攪拌任務(wù)，例如在一體的工件(沒有示出)上棱邊偏移18的平滑或者在棱邊偏移的區(qū)域內(nèi)維修工件或者類似任務(wù)。
【權(quán)利要求】
1.用于摩擦攪拌的摩擦攪拌工具(30)，具有用于壓到工件表面(14)上的肩部(34)以及突出超過肩部(34)的能旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的針(32)用于塑化地插入至少一個有待加工的工件(10,12)中，其中所述肩部(34)在圓周區(qū)域上具有中斷開口(42)，使得該肩部(34)不是全圓周地圍繞所述針(32)。
2.按權(quán)利要求1所述的摩擦攪拌工具(30)， 其特征在于， 所述中斷開口(42)在相對于所述針(32)的旋轉(zhuǎn)軸線(36)的軸向上看構(gòu)造成圓扇段形的。
3.按上述權(quán)利要求中任一項所述的摩擦攪拌工具(30)， 其特征在于， 所述摩擦攪拌工具(30)構(gòu)造成摩擦攪拌焊接工具用于通過摩擦攪拌焊接沿著焊縫(70)連接兩個工件(10、12)。
4.按上述權(quán)利要求中任一項所述的摩擦攪拌工具(30)， 其特征在于， 所述針(32)能夠相對于肩部(34)旋轉(zhuǎn)，并且/或者構(gòu)造該肩部(34)用于使在摩擦攪拌期間旋轉(zhuǎn)的針(32)具有n=0的轉(zhuǎn)速。
5.摩擦攪拌裝置(50)，包括按上述權(quán)利要求中任一項所述的摩擦攪拌工具(30)以及用于在焊縫焊接期間沿著進給方向(V)移動并且引導(dǎo)摩擦攪拌工具(30)的工具引導(dǎo)裝置(54、56)，其中所述中斷開口(42)沿著進給方向(V)定向。
6.用于借助于摩擦攪拌加工至少一個工件(10、12)的摩擦攪拌方法，包括以下步驟: 將旋轉(zhuǎn)的針(32)插入所述至少一個工件(10、12)中并且通過摩擦攪拌使工件材料塑化， 防止由于將包圍所述針(32)的肩部(34)壓到所述至少一個工件(10、12)的表面(14)上而造成塑化的材料排出，其中 使用帶有中斷開口(42)的肩部(34)，該肩部不完全包圍所述針(32)。
7.按權(quán)利要求6所述的摩擦攪拌方法， 其特征在于， 該摩擦攪拌方法是一種借助于摩擦攪拌焊接連接在第一和第二工件(10、12)的摩擦攪拌焊接方法。
8.按權(quán)利要求7所述的摩擦攪拌方法， 其特征在于， 使所述針(32 )與肩部(34 )沿著進給方向(V)移動從而形成焊縫(70 )， 在針(32)旋轉(zhuǎn)的焊接過程中固定肩部(34)并使中斷開口(42)沿進給方向(V)定向，使得該肩部(34)不旋轉(zhuǎn)地以向前沿著進給方向(V)定向的中斷開口(42)在有待形成的焊縫(70)上方移動。
9.按權(quán)利要求7或8所述的摩擦攪拌方法， 其特征在于， 沿著工件(10、12)之間的階梯(20)或者棱邊偏移(18)焊接第一工件(10)和第二工件(12)。
【文檔編號】B23K20/12GK104227222SQ201410245641
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】西爾瓦努斯 J., 布倫策爾 T. 申請人:伊德斯德國股份有限公司