[发明专利]用于大间隙薄板铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头及其焊接工艺

权利要求书

1.一种用于大间隙薄板铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头，包括夹持端(1)、轴肩(2)、搅拌针(4)；其特征在于，轴肩表面设置有逆时针渐变涡旋花样(3)，轴肩下方设置有大直径搅拌针，搅拌针直径与轴肩直径的比在0.7-0.9之间，搅拌针表面设置有2-4个逆时针螺旋沟槽(5)；所述搅拌头用于实现装配间隙在0-2mm之间的2-5mm薄板铝合金的焊接；

所述搅拌头倾角在1-2.5°之间。

2.如权利要求1所述的用于大间隙薄板铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头，其特征在于，轴肩表面设置有2-6个渐变涡旋花样(3)。

3.如权利要求1所述的用于大间隙薄板铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头，其特征在于，搅拌头轴肩直径在10-15mm之间。

4.如权利要求1所述的用于大间隙薄板铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头，其特征在于，搅拌头转速在400-600rpm之间，搅拌头为顺时针旋转，焊接速度在150-250mm/min之间。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述的用于大间隙薄板铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头的焊接工艺，其特征在于，包括具体步骤如下：

步骤1：清洗2-5mm厚的铝合金金属板材，固定板材并选择搅拌针；

步骤2：移动搅拌头至焊缝开始位置，调整搅拌头位置使搅拌针中心与焊缝中线重合，搅拌头向下移动至搅拌针端面与工件表面接触时停止；

步骤3：设置焊接参数，搅拌头转速在400-600rpm之间，搅拌头为顺时针旋转，焊接速度在150-250mm/min之间，搅拌头倾角在1-2.5°之间，搅拌头下压速度在8-15mm/min之间；焊前停留4-8s；焊后停留2-5s；

步骤4：焊接参数设定完毕后，启动焊接进行焊接，焊接完成后松开压板，取下焊接试板，完成整个焊接过程。

6.如权利要求5所述的用于大间隙薄板铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头的焊接工艺，其特征在于，焊接过程中搅拌头转速在400-600rpm 之间，搅拌头为顺时针旋转，焊接速度在150-250mm/min之间，搅拌头倾角在1-2.5°之间。

7.如权利要求5所述的用于大间隙薄板铝合金搅拌摩擦焊的搅拌头的焊接工艺，其特征在于，将2-5mm厚的铝合金用酒精清洗金属板材表面以及界面的油污以及氧化物等有碍焊接过程的物质，将清洗处理后的板材放置在工作台上，并通过压板及其他工装将板材固定在工作台上，根据需要焊接的板材厚度选用搅拌针长度小于板厚0.3mm的搅拌头。