[发明专利]一种异种材料的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法和应用

权利要求书

1.异种材料的搅拌摩擦焊接装置，包括相互连接的搅拌头和搅拌针，其特征在于，在所述搅拌针侧壁上设置间断式分布的凸出块；

焊接时，搅拌头轴线偏向较软的待焊材料一侧，使搅拌针主体全部插入较软的待焊材料之中，而凸出块至少能够部分地进入较硬的待焊材料中，使凸出块能够循环地进入、离开较硬的待焊材料，从而在焊接过程中搅拌混合形成接头。

2.如权利要求1所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述凸出块的硬度大于待焊接异种材料中硬度较大的材料。

3.如权利要求1所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述搅拌针的截面尺寸小于搅拌头的截面尺寸，搅拌针连接在搅拌头的一个端面上，搅拌头和搅拌针的轴线重合。

4.如权利要求1所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述搅拌针的截面形状包括圆形、三角形或者矩形中的任意一种。

5.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块固定设置在搅拌针侧壁上。

6.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块和搅拌针焊接在一起。

7.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块与搅拌针一体化制造。

8.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块可拆卸设置在搅拌针侧壁上。

9.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块与搅拌针上的螺孔螺接在一起。

10.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块直接紧密插接在搅拌针上。

11.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块经过表面局部热处理提高了凸出块的耐磨性。

12.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块表面设置有耐磨性涂层。

13.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块的材质包括工具钢、硬质合金钢、钛合金、钨基合金、特种耐磨钢、耐磨复合材料中的任意一种或多种。

14.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块的长度为搅拌针长度的10-50％，宽度为搅拌针周长的5-60％，高度为搅拌针最小直径的5-30％，所述长度指沿搅拌针轴线方向上的长度，所述宽度指沿搅拌针周向上的长度，所述高度为凸出块远离搅拌针的一端距离搅拌针表面的直线距离。

15.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块的形状包括长方体、圆锥体、圆柱形、半球形中的任意一种。

16.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块的形状为半球形或圆柱形。

17.如权利要求1或2所述的异种材料的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述凸出块的截面形状包括圆形、三角形、四边形中的任意一种。