[发明专利]一种实现大深宽比低阻抗焊接的搅拌摩擦焊焊具

权利要求书

1.一种实现大深宽比低阻抗焊接的搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述搅拌摩擦焊焊具包括夹持柄(1)、搅拌体(2)、定位螺钉(3)和两个紧固螺钉(4)；

所述夹持柄(1)包括上夹持体(1-1)和下夹持体(1-2)；所述上夹持体(1-1)和下夹持体(1-2)均为空心圆柱体结构并制为一体，其中，所述安装体(1-1)的直径小于下夹持体(1-2)的直径；上安装体(1-1)外表面上设有焊具安装面(1-1-1)和轴心开螺纹孔(1-1-2)；下夹持体(1-2)的外表面上设置有至少一个散热环槽(1-2-1)，并且，在所述下夹持体(1-2)的轴心位置上设有轴心通孔(1-2-2)，在所述下夹持体(1-2)径向方向上的内部设有两个对称的夹持螺纹孔(1-2-3)；

所述搅拌体(2)固定安装于轴心通孔(1-2-2)内，所述沿所述搅拌体(2)周向设置对称的两个搅拌体周向平面(2-1)；所述搅拌体(2)的上下两端均设有轴肩(2-2)和搅拌针(2-3)；其中，上安装体螺纹孔直径(1-1-2)大于下夹持体通孔直径(1-2-2)；

所述定位螺钉(3)安装于轴心开螺纹孔(1-1-2)中，所述定位螺钉(3)的下端与搅拌体(2)的上端紧密接触；

所述两个紧固螺钉(4)分别设置于夹持螺纹孔(1-2-3)中，所述紧固螺钉(4)的底端与搅拌体周向平面(2-1)相接触以紧固装夹。

2.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述轴肩(2-2)采用内凹型结构，所述搅拌针(2-3)采用锥形结构，所述搅拌针(2-3)的下表面(2-3-1)为平面。

3.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，大深宽比低阻抗搅拌摩擦焊焊具设计，所述搅拌针(2-3)的长度与所述轴肩(2-2)的直径比值关系定义为：

L≥0.08d²

其中，L为搅拌针(2-3)的长度，d为轴肩(2-2)的直径。

4.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述轴肩(2-2)上设有0.5-3.0mm深多层同心圆槽，或1.0-3.0mm深阿基米德螺线槽；所述搅拌针上设有螺距为0.75-3.0mm的梯形右旋螺纹，或0.2-3mm深周向均布铣平面结构。

5.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，单次大深宽比低阻抗搅拌摩擦焊焊具进行对接或搭接时，焊接速度10-1000mm/min，焊具转速为200rpm-6000rpm，主轴倾角为0°-3°，下压量为0-0.2mm。

6.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述夹持柄(1)采用低碳钢或铸铁制成。

7.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，搅拌体(2)采用W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2或W9Mo3Cr4V牌号的高速钢，或镍基合金、WC-Co合金或多晶立方氮化硼等材质制成。