本實用新型屬于焊接技術領域，具體涉及一種新型攪拌摩擦焊攪拌頭。

背景技術：

英國焊接研究所于1991年發(fā)明了攪拌摩擦焊技術，從發(fā)明至今，攪拌摩擦焊在國內外已經成功跨出試驗研究階段，發(fā)展成為在鋁合金結構制造中可以替代其它熔焊技術的工業(yè)化實用固相連接技術；攪拌摩擦焊具有提高接頭和結構的連接質量、降低焊接變形等優(yōu)點，根除了熔焊所固有的一些缺陷，但是對于十五毫米以上的厚板鋁合金的焊接，還有以下一些問題需要解決。

攪拌頭是攪拌摩擦焊的核心部件，現(xiàn)有攪拌頭的攪拌針為錐形或近似錐形，根部直徑大，端部直徑小，導致熱輸入梯度大，焊接厚板時，底部熱輸入不足；并且在高速旋轉的作用下，攪拌針帶動材料流動，在攪拌針上各質點的速度不同，上大下小，因而沿速度方向越往下線速度越小，金屬不容易流動，導致焊接厚板時易出現(xiàn)孔洞、未焊透等缺陷；目前攪拌摩擦焊過程中還容易出現(xiàn)飛邊現(xiàn)象，而且由于焊接過程中攪拌針為主要受力部分，磨損及斷裂等損耗比較嚴重，更換整個攪拌頭成本較高，造成浪費。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了解決目前攪拌摩擦焊存在的上述問題，提供了一種新型攪拌摩擦焊攪拌頭，其技術方案如下：

一種新型攪拌摩擦焊攪拌頭，它包含軸肩和設置在軸肩下方的攪拌針，攪拌針是由球臺形狀的針頭和連接過渡段構成的變直徑結構，連接過渡段的直徑由兩端至內部漸小，旋轉過程中攪拌針的針頭中間位置直徑較大，即靠近攪拌針底面位置的直徑較大，線速度較高，焊接厚板時，提高了底部熱輸入；在攪拌針的針頭部分設置有螺旋形凹槽，既有利于塑化金屬流動，促進塑性化金屬攪拌，又增加了摩擦表面積，進一步提高熱輸入；軸肩的底面為內凹面，其內凹角度為五至十度，由內凹面形成的空腔可以暫時存儲被攪拌針擠出的塑性化材料，減少或避免飛邊的形成，在軸肩的底面上設置有一個環(huán)形凸臺，能夠促進攪拌，增加產熱量；攪拌針通過螺桿來與軸肩連接，在軸肩內設置有與螺桿直徑相適應的螺孔，螺孔的深度大于螺桿的長度，在螺桿與攪拌針之間設置有密封環(huán)，防止塑化金屬進入螺紋內并起到定位作用；攪拌針、密封環(huán)和螺桿一體成型，螺桿的端頭部分的相對兩側通過銑削設置為相互平行的兩個平面，在軸肩上對應所述兩個平面分別設置有一個頂絲，兩個頂絲沿螺桿旋進的切線方向錯位設置，可以確保攪拌針與軸肩連接牢固，不會松動。

本實用新型的有益效果為：攪拌針采用變截面設計并設置有螺旋形凹槽，靠近底部位置的直徑較大，能夠增加底部區(qū)域產熱，有利于金屬流動并增加摩擦，有助于形成致密焊縫；軸肩底面為內凹面設計，形成的空腔可以暫時存儲被攪拌針擠出的塑性材料，擴大“擠壓?！斌w積，促進材料回填，減小軸向應力與應力集中而保護攪拌頭，并且后方材料可受到充分擠壓形成致密的焊縫；環(huán)形凸臺也起到增加產熱與攪拌的作用；攪拌針與軸肩為分體結構，連接牢固，不會松動，攪拌針損壞只需更換攪拌針，節(jié)約成本。

附圖說明：

圖1是本實用新型的立體結構示意圖；

圖2是本實用新型的正視示意圖；

圖3是本實用新型的側視示意圖；

圖4是本實用新型的分解示意圖；

圖5是本實用新型的軸向截面示意圖；

圖6是本實用新型的頂絲位置的徑向截面示意圖。

具體實施方式：

參照圖1至圖6，一種新型攪拌摩擦焊攪拌頭，它包含軸肩1和設置在軸肩1下方的攪拌針2，攪拌針2是由球臺形狀的針頭2-1和連接過渡段2-2構成的變直徑結構，連接過渡段2-2的直徑由兩端至內部漸小，旋轉過程中攪拌針2的針頭2-1中間位置直徑較大，即靠近攪拌針2底面1-1位置的直徑較大，線速度較高，焊接厚板時，提高了底部熱輸入；在攪拌針2的針頭2-1部分設置有螺旋形凹槽2-3，既有利于塑化金屬流動，促進塑性化金屬攪拌，又增加了摩擦表面積，進一步提高熱輸入；軸肩1的底面1-1為內凹面，其內凹角度為五至十度，由內凹面形成的空腔可以暫時存儲被攪拌針2擠出的塑性化材料，減少或避免飛邊的形成，在軸肩1的底面1-1上設置有一個環(huán)形凸臺1-2，能夠促進攪拌，增加產熱量；攪拌針2通過螺桿3來與軸肩1連接，在軸肩1內設置有與螺桿3直徑相適應的螺孔1-3，螺孔1-3的深度大于螺桿3的長度，在螺桿3與攪拌針2之間設置有密封環(huán)4，防止塑化金屬進入螺紋內并起到定位作用；攪拌針2、密封環(huán)4和螺桿3一體成型，螺桿3的端頭部分的相對兩側通過銑削設置為相互平行的兩個平面3-1，在軸肩1上對應所述兩個平面3-1分別設置有一個頂絲5，兩個頂絲5沿螺桿3旋進的切線方向錯位設置，可以確保攪拌針2與軸肩1連接牢固，不會松動。

為了與焊機連接，在軸肩1上方設置有連接部6，連接部6與軸肩1一體成型。

為了避免焊縫擴大，控制焊縫寬度，在軸肩1的周向表面上設置有的散熱槽1-4，利于散熱。