一種攪拌摩擦焊裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及攪拌摩擦焊裝置，特別是一種攪拌摩擦焊裝置。
【背景技術】
[0002]攪拌摩擦焊(Frict1n Stir Welding，簡稱FSW)是英國焊接研究所(The WeldingInstitute)于1991年發明的專利焊接技術。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。
[0003]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、機聯合作用下形成的固態焊縫。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。
[0004]攪拌針的作用是通過旋轉摩擦產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生的熱量也成為重要的熱量來源。
[0005]在散熱片加工過程中，鏟片的效率較低，為提高鏟片的效率，通常做法為將至少兩塊基板通過一連接板塊焊接在一起，然后再進行鏟片，鏟片完成后，然后再將連接板去除，從而將基板分開，達到一次性可對多塊基板的鏟片。
[0006]但是對于一些小型企業來說，去購買一臺攪拌摩擦焊設備，會提高其生產設備成本，不利于企業的發展，為此，則出現了一些改進型的攪拌摩擦焊裝置。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種結構簡單、摩擦產生的熱量均勻和焊接質量好的攪拌摩擦焊裝置。
[0008]本實用新型的目的通過以下技術方案來實現:一種攪拌摩擦焊裝置，它包括機架、安裝在機架內的驅動電機、安裝在機架上的刀具橫梁、安裝在機架上的工作臺以及安裝在工作臺上的溜板，所述的刀具橫梁上設置有一刀具安裝座，所述的刀具安裝座與驅動電機的主軸連接，所述的刀具安裝座內安裝有一攪拌摩擦焊接頭，所述的攪拌摩擦焊接頭包括后端部的連接頭、中部的散熱部和前端部的攪拌針，所述的連接頭安裝在刀具安裝座內，散熱部上開設有散熱螺旋凹槽，所述的攪拌針呈圓錐形，且在攪拌針的圓錐面上設置有多旋向螺旋線，在攪拌針的頂端制有半球形凹槽。
[0009]所述的攪拌針圓錐面上均布有三條直面棱邊和三條錐面邊，三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、左旋向螺旋線和環形螺旋線。
[0010]所述的散熱螺旋凹槽的形狀為下凹的半圓形，深度為2-3mm。
[0011]所述的機架上設置有一垂直導軌，工作臺滑動安裝在垂直導軌上。
[0012]所述的機架上設置有一主軸變速盤，主軸變速盤與主軸變速手柄連接。
[0013]所述的直面棱邊上開設有導流槽，半球形凹槽分別與導流槽相交。
[0014]本實用新型具有以下優點:本實用新型的攪拌摩擦焊裝置，將攪拌摩擦焊接頭安裝在機架上，并有驅動電機帶動，將板材固定在溜板上，然后通過溜板的移動，從而實現板材的攪拌摩擦焊接，從而使得整個裝置結構簡單，操作方便；在攪拌針的頂端設置有半球形凹槽，通過與半球形凹槽與導流槽的相交，提高了板材在攪拌摩擦焊接時的金屬流動性，保證了攪拌摩擦焊接質量；進一步的設置有多旋向螺旋線，在圓錐面上均布了三條直面棱邊，同時三條圓錐面上分別加工不同旋向的螺旋線，為焊縫區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，提高焊接質量。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0016]圖2為攪拌摩擦焊接頭的結構示意圖；
[0017]圖3為圖2的仰視放大示意圖；
[0018]圖中，1-機架，2-刀具橫梁，3-工作臺，4-溜板，5-刀具安裝座，6_攪拌摩擦焊接頭，7-垂直導軌，8-主軸變速盤，9-主軸變速手柄，10-導流槽，61-連接頭，62-散熱部，63-攪拌針，64-散熱螺旋凹槽，65-半球形凹槽，66-右旋向螺旋線，67-左旋向螺旋線，68-環形螺旋線，631-直面棱邊，632-錐面邊。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型做進一步的描述，本實用新型的保護范圍不局限于以下所述:
[0020]如圖1所示，一種攪拌摩擦焊裝置，它包括機架1、安裝在機架1內的驅動電機、安裝在機架1上的刀具橫梁2、安裝在機架1上的工作臺3以及安裝在工作臺3上的溜板4，所述的刀具橫梁2上設置有一刀具安裝座5，所述的刀具安裝座5與驅動電機的主軸連接，所述的刀具安裝座5內安裝有一攪拌摩擦焊接頭6，如圖2和圖3所示，所述的攪拌摩擦焊接頭6包括后端部的連接頭61、中部的散熱部62和前端部的攪拌針63，所述的連接頭61安裝在刀具安裝座5內，散熱部62上開設有散熱螺旋凹槽64，所述的攪拌針63呈圓錐形，且在攪拌針63的圓錐面上設置有多旋向螺旋線，在攪拌針63的頂端制有半球形凹槽65，以便于塑形熔化后從半球形凹槽65流入和流出。
[0021]在本實施例中，如圖3所示，攪拌針63的作用是通過旋轉摩擦產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63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63與工件之間摩擦產生的熱量也成為重要的熱量來源；為滿足需求，所述的攪拌針63圓錐面上均布有三條直面棱邊631和三條錐面邊632，三條錐面邊632上分別設置有不同旋向的螺旋線，分別為右旋向螺旋線66、左旋向螺旋線67和環形螺旋線68，為焊縫區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。
[0022]在本實施例中，散熱螺旋凹槽64將攪拌針傳遞過來的熱量散掉，以保證攪拌摩擦焊接頭6不易發生變形，為增加散熱螺旋凹槽64的散熱面積，所述的散熱螺旋凹槽64的形狀為下凹的半圓形，深度為2-3mm，當然，散熱螺旋凹槽64也可以為三角形截面，所述的三角形截面為54°，深度為2-3mm。
[0023]在本實施例中，所述的機架1上設置有一垂直導軌7，工作臺3滑動安裝在垂直導軌7上，工作臺3可沿著垂直導軌7移動，從而使得安裝在工作臺3上的溜板4具有Y軸進給。
[0024]在本實施例中，所述的機架1上設置有一主軸變速盤8，主軸變速盤8與主軸變速手柄9連接，可通過調節主軸變速手柄9的位置，從而改變電機主軸的轉速，從而改變攪拌針63的轉速，從而調節攪拌針63因摩擦力所產生的發熱量，以適應不同板材攪拌摩擦焊接的需求。
[0025]在本實施例中，所述的直面棱邊631上開設有導流槽10，半球形凹槽65分別與導流槽10相交，從而加強了板材在攪拌摩擦焊接時金屬熔化后的塑性流動，從而實現了板材的高質量焊接。
【主權項】
1.一種攪拌摩擦焊裝置，它包括機架(1 )、安裝在機架(1)內的驅動電機、安裝在機架(1)上的刀具橫梁(2)、安裝在機架(1)上的工作臺(3)以及安裝在工作臺(3)上的溜板(4)，其特征在于:所述的刀具橫梁(2)上設置有一刀具安裝座(5)，所述的刀具安裝座(5)與驅動電機的主軸連接，所述的刀具安裝座(5)內安裝有一攪拌摩擦焊接頭(6)，所述的攪拌摩擦焊接頭(6 )包括后端部的連接頭(61)、中部的散熱部(62 )和前端部的攪拌針(63 )，所述的連接頭(61)安裝在刀具安裝座(5)內，散熱部(62)上開設有散熱螺旋凹槽(64)，所述的攪拌針(63 )呈圓錐形，且在攪拌針(63 )的圓錐面上設置有多旋向螺旋線，在攪拌針(63 )的頂端制有半球形凹槽(65 )。2.根據權利要求1所述的一種攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述的攪拌針(63)圓錐面上均布有三條直面棱邊(631)和三條錐面邊(632 )，三條錐面邊(632 )上分別設置有不同旋向的螺旋線，分別為右旋向螺旋線(66 )、左旋向螺旋線(67 )和環形螺旋線(68 )。3.根據權利要求1或2所述的一種攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述的散熱螺旋凹槽(64)的形狀為下凹的半圓形，深度為2-3mm。4.根據權利要求1所述的一種攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述的機架(1)上設置有一垂直導軌(7 )，工作臺(3 )滑動安裝在垂直導軌(7 )上。5.根據權利要求1所述的一種攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述的機架(1)上設置有一主軸變速盤(8)，主軸變速盤(8)與主軸變速手柄(9)連接。6.根據權利要求2所述的一種攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述的直面棱邊(631)上開設有導流槽(10)，半球形凹槽(65)分別與導流槽(10)相交。
【專利摘要】本實用新型公開了一種攪拌摩擦焊裝置，它包括機架（1）、驅動電機、刀具橫梁（2）、工作臺（3）以及溜板（4），刀具橫梁（2）上設置有一刀具安裝座（5），刀具安裝座（5）與驅動電機的主軸連接，刀具安裝座（5）內安裝有一攪拌摩擦焊接頭（6），攪拌摩擦焊接頭（6）包括后端部的連接頭（61）、中部的散熱部（62）和前端部的攪拌針（63），散熱部（62）上開設有散熱螺旋凹槽（64），攪拌針（63）呈圓錐形，且在攪拌針（63）的圓錐面上設置有多旋向螺旋線，在攪拌針（63）的頂端制有半球形凹槽（65）。本實用新型的有益效果是：它具有結構簡單、摩擦產生的熱量均勻和焊接質量好的優點。
【IPC分類】B23K20/12
【公開號】CN205021012
【申請號】CN201520791751
【發明人】陳勇, 常青保
【申請人】四川華力電子有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月14日