本實(shí)用新型涉及攪拌摩擦焊技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種攪拌摩擦焊的攪拌頭。

背景技術(shù)：

攪拌摩擦焊是利用攪拌頭的轉(zhuǎn)動與其周圍母材摩擦產(chǎn)熱、破碎工件表面的氧化層、轉(zhuǎn)移塑化流動金屬從而實(shí)現(xiàn)母材的連接。攪拌頭是攪拌摩擦技術(shù)的核心，攪拌頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對塑化金屬的流動行為以及攪拌頭的使用壽命有重要的影響。攪拌頭的成功設(shè)計(jì)是攪拌摩擦焊應(yīng)用在更大范圍的材料和焊接更寬的厚度范圍的關(guān)鍵，攪拌頭包括兩個(gè)部分：攪拌針和軸肩，攪拌針和軸肩形狀的合理設(shè)計(jì)是獲得具有良好機(jī)械性能焊縫的關(guān)鍵。目前，攪拌針和軸肩設(shè)計(jì)使進(jìn)行攪拌摩擦焊時(shí)會產(chǎn)生大量的飛邊，影響了接頭的強(qiáng)度。如專利號為201310046183.6名稱為能減小前進(jìn)阻力的攪拌摩擦焊攪拌頭，其攪拌針為圓錐形，在與攪抖針接觸的軸肩端面上設(shè)置若干圈凹槽。將攪拌頭設(shè)計(jì)成錐形表面上看似乎能夠一定程度上了減小阻力，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于錐形的直徑逐漸增大，工作狀態(tài)下，直徑過大的攪拌針后半段反而會提高攪拌頭前進(jìn)的阻力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、有效減小阻力、提高設(shè)備使用壽命，減少了攪拌摩擦焊過程中飛邊的產(chǎn)生，改善攪拌摩擦焊接頭的力學(xué)性能。

技術(shù)方案包括依次連接的攪拌針、軸肩、連接柱和夾持柄，所述攪拌針由下段的圓錐形結(jié)構(gòu)和上段的圓柱形結(jié)構(gòu)組成，攪拌針的外表面刻有螺紋，所述軸肩與攪拌針連接的端面設(shè)有卷繞形凹槽。

所述螺紋的螺距為攪拌針的柱形結(jié)構(gòu)直徑的十分之一。

所述軸肩與攪拌針連接的端面為內(nèi)凹面。

所述凹面的凹度為9-11°。

所述卷繞形凹槽的槽深為2mm，槽寬為軸肩半徑的十分之一。

本發(fā)明通過將軸肩端面設(shè)計(jì)為凹面形，焊接時(shí)，軸肩和工件會形成一個(gè)凹腔，當(dāng)軸肩鍛壓材料時(shí)，材料在攪拌針的旋轉(zhuǎn)攪動作用下不會被軸肩端面擠壓到焊接區(qū)域以外，而是被送到軸肩的凹腔中，凹腔相當(dāng)于貯存容器，起貯存材料的作用，而傾斜的凹面又保證了軸肩對材料的鍛壓作用，優(yōu)選所述凹面的凹度為9-11°，凹度過大會降低軸肩對材料的鍛壓作用，過小又起不到貯存材料的作用；更進(jìn)一步，軸肩凹面設(shè)有卷繞形凹槽，使軸肩與工件的摩擦作用進(jìn)一步增強(qiáng)，產(chǎn)熱也必將更大，并且卷繞形凹槽相較于同心圓的圈形凹槽可以使被限制在凹腔內(nèi)的材料更好的圍繞攪拌區(qū)流動，經(jīng)過發(fā)明人多年研究和實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選卷繞形凹槽的槽深為2mm，槽寬為軸肩半徑的十分之一。最重要的是，發(fā)明人對現(xiàn)有攪拌針的外形進(jìn)行改進(jìn)，使其由下段的圓錐形結(jié)構(gòu)和上段的圓柱形組成，攪拌針下段為圓錐形，插入工件時(shí)受到的阻力更小，更容易插入工件。上段為圓柱形，利用表面的螺紋增加了攪拌頭與工件的摩擦產(chǎn)熱和對工件材料的攪拌作用的同時(shí)，由于圓柱的直徑上下一致，因而不會增加下段圓錐形結(jié)構(gòu)前進(jìn)的阻力；攪拌針的上述結(jié)構(gòu)有效進(jìn)一步減少了攪拌摩擦焊過程中飛邊的產(chǎn)生，改善攪拌摩擦焊接頭的力學(xué)性能。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、阻力小、減少了攪拌摩擦焊過程中飛邊的產(chǎn)生，改善攪拌摩擦焊接頭的力學(xué)性能，提高了設(shè)備使用壽命。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的軸肩示意圖。

圖中：1、攪拌針；1.1、圓錐形結(jié)構(gòu)；1.2、圓柱形結(jié)構(gòu)、1.3、螺紋；2、軸肩；2.1、凹面；3、卷繞形凹槽；4、連接柱；5、夾持柄。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步解釋說明：

參見圖1及圖2，本實(shí)用新型攪拌頭包括依次連接的攪拌針1、軸肩2、連接柱4和夾持柄5，所述攪拌針1由下段的圓錐形結(jié)構(gòu)1.1和上段的圓柱形結(jié)構(gòu)1.2組成，攪拌針1的外表面刻有螺紋1.3，所述螺紋的1.3螺距為攪拌針1的柱形結(jié)構(gòu)1.2直徑的十分之一；所述軸肩2與攪拌針1連接的端面為內(nèi)凹面，其凹度a為9-11°,上面設(shè)有卷繞形凹槽3，所述卷繞形凹槽的槽深為2mm，槽寬為軸肩2半徑的十分之一。

攪拌頭轉(zhuǎn)動時(shí)，攪拌針1由下段的圓錐形結(jié)構(gòu)1.1能夠很方便的插入工件中，配合上段的圓柱形結(jié)構(gòu)1.2利用表面的螺紋1.3增加了攪拌頭與工件的摩擦產(chǎn)熱和對工件材料的攪拌，大大減小了前進(jìn)的阻力。軸肩2與攪拌針1連接處的凹面2.1能夠起貯存材料的作用，保證了軸肩對材料的鍛壓作用，其上設(shè)有的卷繞形凹槽3能使軸肩與工件的摩擦作用進(jìn)一步增強(qiáng)，產(chǎn)熱更大，有利于操作的進(jìn)步，提高焊接效率和焊接質(zhì)量。