一种FSW焊接用搅拌头及型材焊接方法技术

本申请涉及FSW搅拌头领域，公开了一种FSW焊接用搅拌头，其包括搅拌头本体、搅拌肩和搅拌针，搅拌肩远离搅拌头本体的一端设置有剃毛刺刀头，剃毛刺刀头呈半球形设置，剃毛刺刀头的球心与搅拌肩的轴线重合，剃毛刺刀头上开设有剃毛刺刀槽，剃毛刺刀槽的侧壁与剃毛刺刀头表面配合形成剃除毛刺和飞边的刃口，搅拌针设置在剃毛刺刀头上。还公开了一种型材焊接方法，包括如下步骤：S1、对待加工的型材进行挤压制备和精加工；S2、将若干型材拼装成底板并夹紧；S3、通过装有FSW焊接用搅拌头的搅拌摩擦焊设备对型材进行焊接；S4、焊接完成后解除对底板的夹紧，将底板取出。本申请方便在焊接过程中去除焊接产生的毛刺和飞边。中去除焊接产生的毛刺和飞边。中去除焊接产生的毛刺和飞边。

【技术实现步骤摘要】
一种FSW焊接用搅拌头及型材焊接方法


[0001]本申请涉及FSW搅拌头领域，尤其是涉及一种FSW焊接用搅拌头及型材焊接方法。

技术介绍

[0002]FSW全称为FrictionStirWelding(摩擦搅拌焊接)，摩擦搅拌焊接可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料，且广泛应用于铝型材的焊接。
[0003]现有一种FSW焊接搅拌头，包括搅拌头本体1、搅拌肩2和搅拌针3，搅拌肩2固定连接在搅拌头本体1上，搅拌肩2呈圆柱形设置，搅拌针3固定连接在搅拌肩2远离搅拌工具的一端，搅拌针3呈圆台设置，搅拌针3与搅拌肩2同轴，搅拌针3靠近搅拌肩2的一端大于另一端。
[0004]当前电动汽车电池托板的底板采用若干平行的铝型材焊接而成，铝型材的厚度为10mm，在焊接前将若干待焊接的型材拼接成底板，而后通过夹紧工装压紧定位，焊接时，搅拌摩擦焊设备的焊接机头带动安装在其底端的搅拌头本体下移，使搅拌针插入两个待焊接的型材之间，搅拌肩与型材抵触，而后利用高速旋转的搅拌头本体与型材摩擦产生的热量使被焊材料局部塑性化，当焊接机头沿着焊接方向向前移动时，塑性化的材料在搅拌头本体的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在搅拌头本体的挤压下形成致密的固相焊缝。为了提升焊接质量会在搅拌摩擦焊设备的焊接机头上加装可升降的压紧轮，压紧轮通过气缸驱动升降，在焊接过程中使压紧轮压紧被焊接的型材。
[0005]在实现本申请过程中，专利技术人发现该技术中至少存在如下问题：在焊接底板的过程中，铝型材的软化会造成部分材料从工件中挤出而成为毛刺和飞边，且铝的毛刺在被加热后会非常硬，后期通过加工设备去除，不仅浪费费时费力，且精度要求高，导致毛刺的去除十分困难。

技术实现思路

[0006]为了方便在焊接的过程中去除毛刺，本申请提供一种FSW焊接用搅拌头及型材焊接方法。
[0007]第一方面，本申请提供的一种FSW焊接用搅拌头采用如下的技术方案：一种FSW焊接用搅拌头，包括搅拌头本体、搅拌肩和搅拌针，所述搅拌肩远离所述搅拌头本体的一端设置有剃毛刺刀头，所述剃毛刺刀头呈半球形设置，所述剃毛刺刀头的球心与所述搅拌肩的轴线重合，所述剃毛刺刀头上开设有剃毛刺刀槽，所述剃毛刺刀槽的侧壁与所述剃毛刺刀头表面配合形成剃除毛刺和飞边的刃口，所述搅拌针设置在所述剃毛刺刀头上。
[0008]通过采用上述技术方案，在焊接型材的过程中，搅拌针插入两个型材之间，此时剃毛刺刀头抵触型材，搅拌针进行高速旋转时，在焊接型材的同时利用剃毛刺刀槽的刃口剃除多余的材料，使多余的材料进入剃毛刺刀槽内部，从而在焊接过程中去除型材焊接产生
的毛刺和飞边，提升焊接质量，省去了原有后期机械加工的步骤。
[0009]可选的，所述剃毛刺刀槽沿所述剃毛刺刀头的表面呈螺旋状设置。
[0010]通过采用上述技术方案，将剃毛刺刀槽沿剃毛刺刀头的表面呈螺旋状设置，在搅拌针转动的过程中，方便使剃毛刺刀槽内部剃除的毛刺和飞边的碎屑排出，减小碎屑堆积的可能性。
[0011]可选的，所述剃毛刺刀槽的起始端位于所述搅拌针的一侧，所述剃毛刺刀槽的终止端位于所述搅拌肩与所述剃毛刺刀头的连接处。
[0012]通过采用上述技术方案，对剃毛刺刀槽的起始端和终止端进一步限定，使剃除的毛刺和飞边方便进入剃毛刺刀槽。
[0013]可选的，所述剃毛刺刀槽的槽底一侧边深度大于另一侧边。
[0014]通过采用上述技术方案，将剃毛刺刀槽的槽底一侧边深度大于另一侧边，方便使剃毛刺刀槽内部的废屑从深度较浅的侧边移出剃毛刺刀槽，提升剃毛刺刀槽的排屑效率。
[0015]可选的，所述剃毛刺刀槽的最大深度为所述剃毛刺刀头的球心半径的10%。
[0016]通过采用上述技术方案，对剃毛刺刀槽的最大深度进行限制，减小因剃毛刺刀槽的深度过深导致碎屑无法排出的可能性。
[0017]可选的，所述剃毛刺刀槽绕所述剃毛刺刀头的圆心旋转对称设置有两个，且所述剃毛刺刀槽的刃口朝向一致。
[0018]通过采用上述技术方案，通过设置两个剃毛刺刀槽，使剃毛刺刀头剃除毛刺和飞边的效果更佳，效率更高。
[0019]第二方面，本申请提供的一种型材焊接方法采用如下的技术方案：包括如下步骤：S1、对待加工的型材进行挤压制备，通过挤压制备下底板采用CNC进行精加工；S2、将若干型材拼装成底板，并通过底板FSW夹紧工装进行夹紧；S3、通过装有FSW焊接用搅拌头的搅拌摩擦焊设备对型材进行焊接，并在焊接的过程中去除毛刺和飞边；S4、焊接完成后解除对底板的夹紧，将底板取出。
[0020]通过采用上述技术方案，先将型材进行挤压制备，使型材的厚度误差更小，而后再对型材进行精加工，使每块型材的尺寸更加精准，最后通过带有FSW焊接用搅拌头的搅拌摩擦焊设备对型材进行焊接，在焊接的过程中去除毛刺和飞边，提升底板的焊接质量和生产效率。
[0021]可选的，S1中通过挤压制备的型材厚度误差不能超过0.3mm，经过精加工后的型材宽度误差不能超过0.1mm。
[0022]通过采用上述技术方案，对型材厚度误差和宽度误差进行限制，使最终焊接成的底板尺寸更加稳定，质量更佳。
[0023]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.在焊接型材的过程中，搅拌针插入两个型材之间进行高速旋转，在焊接型材的同时利用剃毛刺刀槽的刃口剃除多余的材料，使多余的材料进入剃毛刺刀槽内部，从而在焊接过程中去除型材焊接产生的毛刺和飞边，提升焊接质量，省去了原有后期机械加工的步骤；2.将剃毛刺刀槽沿剃毛刺刀头的表面呈螺旋状设置，在搅拌针转动的过程中，方
便使剃毛刺刀槽内部剃除的毛刺和飞边的碎屑排出，减小碎屑堆积的可能性；3.将剃毛刺刀槽的槽底一侧边深度大于另一侧边，方便使剃毛刺刀槽内部毛刺和飞边的废屑从深度较浅的侧边移出剃毛刺刀槽，提升剃毛刺刀槽的排屑效率。
附图说明
[0024]图1是本申请
技术介绍
中体现焊接搅拌头结构的示意图。
[0025]图2是本申请实施例的整体结构示意图。
[0026]图3是本申请实施例中体现剃毛刺刀槽结构的示意图。
[0027]附图标记说明：1、搅拌头本体；2、搅拌肩；3、搅拌针；4、剃毛刺刀头；5、剃毛刺刀槽；6、刃口。
具体实施方式
[0028]以下结合附图2
‑
3对本申请作进一步详细说明。
[0029]本申请实施例公开一种FSW焊接用搅拌头。
[0030]参照图2和图3，一种FSW焊接用搅拌头包括搅拌头本体1、搅拌肩2和搅拌针3，搅拌肩2与搅拌头本体1固定连接，搅拌肩2呈圆柱状设置，在搅拌肩2远离搅拌头本体1的一端，一体成型有半球形的剃毛刺刀头4，剃毛刺刀头4的球心与搅拌肩2的轴线重合。搅拌针3固定连接在剃毛刺刀头4上，搅拌针3呈圆台设置，且与搅拌肩2的同轴设置。剃毛刺刀头4上开设有剃毛刺刀槽5，剃毛刺刀槽5的侧壁与剃毛刺刀头4表面配合形成剃除刃口6。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FSW焊接用搅拌头，包括搅拌头本体(1)、搅拌肩(2)和搅拌针(3)，其特征在于：所述搅拌肩(2)远离所述搅拌头本体(1)的一端设置有剃毛刺刀头(4)，所述剃毛刺刀头(4)呈半球形设置，所述剃毛刺刀头(4)的球心与所述搅拌肩(2)的轴线重合，所述剃毛刺刀头(4)上开设有剃毛刺刀槽(5)，所述剃毛刺刀槽(5)的侧壁与所述剃毛刺刀头(4)表面配合形成剃除毛刺和飞边的刃口(6)，所述搅拌针(3)设置在所述剃毛刺刀头(4)上。2.根据权利要求1所述的一种FSW焊接用搅拌头，其特征在于：所述剃毛刺刀槽(5)沿所述剃毛刺刀头(4)的表面呈螺旋状设置。3.根据权利要求2所述的一种FSW焊接用搅拌头，其特征在于：所述剃毛刺刀槽(5)的起始端位于所述搅拌针(3)的一侧，所述剃毛刺刀槽(5)的终止端位于所述搅拌肩(2)与所述剃毛刺刀头(4)的连接处。4.根据权利要求1所述的一种FSW焊接用搅拌头，其特征在于：所述剃毛刺刀槽(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雨，赖兴华，谢宝才，刘策，张帅领，侯本刊，
申请(专利权)人：无锡威唐新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：