[发明专利]超声振动辅助搅拌摩擦焊工艺及装置

权利要求书

1.超声振动辅助搅拌摩擦焊工艺，其特征是，通过超声波发生器将工频交流电转换为超声频的高频交流信号，再经过换能器将电能转化为超声机械振动能，经变幅杆进一步放大振幅后，由工具头从搅拌头周围的待焊接区域先将超声波导入，再有搅拌头沿焊接方向焊接。

2.根据权利要求1所述的超声振动辅助搅拌摩擦焊工艺，其特征是，所述的变幅杆振动频率20~100kHz，振幅10~100μm，工具头距搅拌头轴线10~50毫米。

3.根据权利要求1所述的超声振动辅助搅拌摩擦焊工艺，其特征是，可选工艺参数范围：搅拌头转速300-1000r/min，焊接速度60-400mm/min，轴肩下压量0.02-0.2mm。

4.超声振动辅助搅拌摩擦焊装置，其特征是，包括带搅拌头的搅拌摩擦焊机、超声波发生器、换能器、变幅杆、工具头，后三者组成振动单元，超声波发生器通过信号传输线连接振动单元，换能器与变幅杆相连，变幅杆再连着工具头，二者均通过双头螺柱连接，工具头的超声振动导入点在搅拌头前方的待焊接区域，振动单元通过定位卡具与搅拌摩擦焊机固定。

5.根据权利要求4所述的超声振动辅助搅拌摩擦焊装置，其特征是，所述的定位卡具包括长方体框架、连接片、圆柱夹具，长方体框架包括前夹板、后夹板，前夹板、后夹板之间为搅拌摩擦焊机上部挡板，前、后两个夹板通过特型双头螺柱与搅拌摩擦焊机上部挡板紧配合，前夹板中间偏上位置安装一个齿轮轴，前夹板前面挂一连接片，连接片上有带齿条的槽和定位槽，齿轮轴与连接片上带齿条的槽形成齿轮齿条配合，圆柱夹具与连接片焊接成一体，所述的连接片通过穿过定位槽和前挡板的紧固螺栓固定。

6.根据权利要求4所述的超声振动辅助搅拌摩擦焊装置，其特征是，所述的工具头与水平面呈30°－70°夹角。

7.根据权利要求4所述的超声振动辅助搅拌摩擦焊装置，其特征是，所述的工具头端面制成球面。

8.根据权利要求4所述的超声振动辅助搅拌摩擦焊装置，其特征是，所述的工具头为工具钢、钛合金或硬质合金。