[实用新型]一种用于铅合金阳极厚板的搅拌摩擦焊接头

说明书

本实用新型公开了一种用于铅合金阳极厚板的搅拌摩擦焊接头，包括搅拌针和轴肩(7)；所述搅拌针包括有针头(1)和针柱(2)，所述针柱(2)的一端设置所述针头(1)，所述针柱(2)的另一端连接于所述轴肩(7)；所述针头(1)呈六菱锥状，锥角小；所述针柱(2)上设有螺纹凹槽(3)，并且螺纹凹槽(3)之间的间隔处均匀分布有多个凸点(4)；所述轴肩(7)用于与针柱(2)连接的端面(6)上设有若干环形凹槽(5)。本实用新型解决了现有搅拌摩擦焊接头在焊接时存在的飞边、组织疏松乃至空洞等焊接缺陷。

技术领域

本实用新型涉及搅拌摩擦焊的焊接头，具体涉及一种用于铅合金阳极厚板的搅拌摩擦焊接头。

背景技术

目前，我国铜、锌电积过程中主要采用铅合金作阳极板。铅合金阳极板在加工过程中采用氧气-乙炔焊或氩弧焊的方法把母板与导电梁焊接而成。但氧气-乙炔焊或氩弧焊存在以下不足：①焊缝质量差。低熔点铅合金阳极在熔化焊过程中易变形，焊缝无法焊透，且易形成气孔、裂纹等缺陷，影响焊缝强度与导电性。②焊接过程劳动强度大、效率低。焊接深度通常为2～3mm，8～10mm铅板需要进行正反两面两次焊接，焊接过程阳极板需要人工翻面。③环保隐患与职业危害。铅合金经高温熔化后不可避免地产生铅蒸汽，作业环境差，影响操作人员职业健康。

搅拌摩擦焊利用一种特殊形式的搅拌焊头边旋转边前进，通过搅拌摩擦焊接头与工件的摩擦产生热量使该部位金属处于热塑性状态，并在搅拌摩擦焊接头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使待焊件压焊为一个整体。由于搅拌摩擦焊是固态焊接，与传统焊接相比，不会产生气孔、裂纹及合金元素烧损等缺陷，焊缝表面光滑平整，显著提高阳极板的使用寿命，焊缝强度高、导电率好，节能降耗效果显著。

搅拌摩擦焊接头是搅拌摩擦焊工艺的关键部件之一，起着摩擦生热、挤压金属、导流和顶端生成致密焊缝组织作用。对于铅合金厚板的焊接，需较大搅拌强度(即提高搅拌转速或加大顶锻力)，以提高单位时间内有机械能转变来的热量，而目前的搅拌摩擦焊接头，无法适用于高强度的搅拌工作条件。在高强度的搅拌条件下，表层塑性金属在压力和离心力的作用下从搅拌摩擦焊接头肩边沿溢出形成飞边；且造成焊缝区金属因金属流失，填充不充分，而形成疏松组织甚至空洞。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种用于铅合金阳极厚板的搅拌摩擦焊接头，解决现有搅拌摩擦焊的搅拌摩擦焊接头在焊接时存在的飞边、组织疏松乃至空洞等焊接缺陷。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于铅合金阳极厚板的搅拌摩擦焊接头，包括搅拌针和轴肩；所述搅拌针包括有针头和针柱，所述针柱的一端设置所述针头，所述针柱的另一端连接于所述轴肩；所述针柱上设有螺纹凹槽，并且螺纹凹槽之间的间隔处均匀分布有多个凸点；所述轴肩用于与针柱连接的端面上设有若干环形凹槽。

进一步地，所述针头呈六菱锥状，其高度为1～2mm，锥角范围为30°～45°；针柱的高度为8～12mm。

进一步地，所述针柱呈圆柱状，直径为8～10mm。

进一步地，所述针柱上的螺纹凹槽的深度为2mm，宽度为1mm，螺纹凹槽之间的间隔为2mm。

进一步地，所述针柱上的凸点高度为0.1mm。

进一步地，所述轴肩直径为24～26mm。

进一步地，所述轴肩上的环形凹槽宽度为2mm，深度为3mm，各环形凹槽同心，并且相邻的环形凹槽之间的间隔为2mm。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型通过在针柱上设置螺纹槽以及减小搅拌针的锥角大小，提高了焊件内部材料在焊接过程中的流动速度，避免根部缺陷的发生。