[发明专利]一种新型铝合金塞补焊用塞棒

说明书

技术领域

本发明涉及机械行业，具体涉及一种新型铝合金塞补焊用塞棒。

背景技术

搅拌摩擦焊由英国焊接研究所(The Welding Institute，简称 TWI) 于 1991 年提出的一种固态连接方法，并于 1993 年和 1995 年在世界范围内的发达和发展中国家申请了知识产权保护。此技术原理简单，且控制参数少，易于自动化，可将焊接过程中的人为因素降到最低。搅拌摩擦焊技术与传统的熔焊相比，拥有很多优点，因而使得它具有广泛的工业应用前景和发展潜力。有关搅拌摩擦焊接头的组织、力学性能 ( 包括断裂、疲劳、腐蚀性能 )、无损检测以及工艺参数对焊缝质量的影响等的研究是推广应用搅拌摩擦焊的基础，有关这些方面的研究是这个领域的研究热点。搅拌摩擦焊技术是世界焊接技术发展史上自发明到工业应用时间跨度最短和发展最快的一项神奇的固相连接新技术。截止 2002 年 9 月 15日，世界范围内得到英国焊接研究所 (TWI) 搅拌摩擦焊专利技术许可的用户己经有 78 家，与搅拌摩擦焊技术相关的专利技术有 551 项，用户已覆盖 24 个国家和地区。著名的 B o e i n g、NASA、BAE、HONDA、 HITACHI、GE、MARTIN 等公司购买了此项技术，并已大量的在航天、航空、车辆、造船等行业得到成功地应用。

塞补焊是属于搅拌摩擦焊领域的新型焊接方式，摩擦塞补焊是利用可消耗的特型塞棒将搅拌摩擦焊尾孔或其他焊接方式所产生的缺陷进行消除的方法，塞棒在一定的压力或拉力作用下，通过驱动装置带动塞棒旋转，与塞孔（待焊孔）界面进行摩擦，形成塑化金属，保压一段时间，即可完成焊接，通过塞补焊可以进行大深度窄间隙焊接。塞棒材料成本低、环保，此种方法焊速快，通常填充100mm深的孔只要20s，且在恶劣环境中仍可以进行焊接。从根本上解决了轻合金材料的焊接方法问题，实现了铝、镁、钛等轻质合金材料的高效、优质、绿色、小变形的固相（非熔化）连接。它具有焊接温度低、焊件变形小，接头机械性能好，提高了结构的连接性能和生产效率。

塞补焊用塞棒的作用是通过旋转摩擦产生热量提供焊接所需的热量，并带动塞棒周围材料的流动以形成焊缝；塞棒的形状对塞补焊接技术至关重要，它决定了加热和材料的塑性流动。当焊接材料的厚度增加时，塞棒与工件之间摩擦产生的热量也成为重要的热量来源；新型铝合金塞补焊用塞棒其结构采用圆锥多旋向螺旋槽，在圆锥面上均匀分布了3面直型棱面，同时3面圆锥面上分别加工不同旋向的螺旋槽，为焊缝区塑性材料提供重复多方向机械摩擦力，使材料流动更合理，以形成致密的焊缝组织。

在目前，现有的铝合金塞补焊用塞棒结构主要有光面圆柱体，普通圆柱螺纹，锥形螺纹，大沟槽螺纹以及带螺旋流动槽的螺纹等，其焊接厚度均小于40mm，但随着对铝合金塞补焊的推广应用，现有的塞棒已无法实现厚度超过40mm的铝合金板的焊接。因此迫切需要对原因技术进行提升和创新。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可以使焊接厚度增加，由原来的40mm增加到现在的100mm，大大提高焊接厚度，使摩擦产生的热量更加均匀，材料流动更合理，焊缝产品质量更好的新型铝合金塞补焊用塞棒。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所述的一种新型铝合金塞补焊用塞棒，它包括锥形塞棒本体，在所述锥形塞棒本体长度方向设有三个直型棱面，所述直型棱面均匀分布在所述锥形塞棒本体上，在所述相邻直型棱面之间为圆锥面，所述圆锥面共有三个，在所述圆锥面上各自设有不同的螺旋槽，分别为环形螺旋槽、左旋向螺旋槽和右旋向螺旋槽。

所述环形螺旋槽、左旋向螺旋槽和右旋向螺旋槽都为六条。

所述环形螺旋槽、左旋向螺旋槽和右旋向螺旋槽均匀分布在各自的圆锥面上。

塞补焊用塞棒的作用是通过旋转摩擦产生热量提供焊接所需的热量，并带动塞棒周围材料的流动以形成焊缝；塞棒的形状对塞补焊接技术至关重要，它决定了加热和材料的塑性流动。当焊接材料的厚度增加时，塞棒与工件之间摩擦产生的热量也成为重要的热量来源。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明不仅在锥形塞棒本体上均布了三面直型棱面，而且还均匀了三面圆锥面，在三面圆锥面分别设置了不同旋向的螺旋线，可以为焊缝区塑性材料提供重复多方向机械摩擦力，使材料流动更合理，以形成更加致密的焊缝组织，同时提高了产品质量，降低了原材料成本，焊接厚度增加，由原来的40mm增加到现在的100mm，大大提高了使用范围。

附图说明