具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头

本技术涉及焊接制造，具体涉及一种具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头。

背景技术：

1、搅拌摩擦焊是一种新型的固态焊接方法，具有绿色、环保、接头强度高、变形小等优点，被广泛用于航空航天、轨道交通等领域。相较于熔焊来说，搅拌摩擦焊因其焊接过程中热量输入较少，可降低焊接缺陷的产生，可焊接熔焊方法难以焊接的材料，如铝合金等，在一定程度上扩展了焊接的领域。

2、常规搅拌摩擦焊接过程中，焊缝表面出现的弧纹是搅拌摩擦焊典型的宏观特征，不利于接头性能及表面完整性。同时，焊接过程中，焊缝上表面主要是轴肩产热，致使热量较多，而焊缝下侧则主要是搅拌针产热，热量相对较少，造成焊缝在厚度方向的热量梯度不均匀，容易恶化接头的各项性能。而近年来提出的静止轴肩搅拌摩擦焊技术可消除表面弧纹，且焊接过程中轴肩静止不产热，优化了接头厚度方向上的热梯度，改善接头的连接质量。

3、作为焊接构件中的薄弱环间，焊接接头的各项性能相较于母材来说均处于较低水平。而目前研究显示，焊接构件最主要的失效形式为疲劳失效。在使用的过程中，焊接构件极易萌生疲劳裂纹，发生裂纹扩展，造成疲劳失效，且疲劳裂纹的萌生及扩展占据焊接构件疲劳寿命的80％～90％。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、本实用新型实施例提供一种具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，包括搅拌头组件、辊压组件、第一支撑组件、支撑调节组件、弹簧连杆组件、调节连杆组件、第二支撑组件；

4、所述搅拌头组件用于在焊缝中旋转搅拌，形成摩擦热，使焊缝处金属熔化；

5、所述支撑调节组件的一端固定于搅拌头组件上，所述第二支撑组件垂直设置于支撑调节组件上，且能够调节位置；

6、所述辊压组件的两端分别通过弹簧连杆组件与第二支撑组件的两端对应连接，用于连接辊压组件；

7、所述第一支撑组件垂直设置于搅拌头组件的中部，所述第一支撑组件的两端分别通过调节连杆组件与辊压组件的两端连接，用于与支撑调节组件配合调节辊压组件与搅拌头组件之间的距离，使辊压组件能够贴合焊缝，并避免辊压组件与焊缝产生刚性滚压。

8、上述方案中，所述搅拌头组件包括搅拌头轴肩、搅拌针，所述搅拌针设置于搅拌头轴肩的下端，用于在焊缝中旋转搅拌，形成摩擦热，使焊缝处金属熔化。

9、上述方案中，所述支撑调节组件包括第一调节杆、第一调节孔，所述第一调节杆倾斜连接于搅拌头轴肩的上端，所述第一调节孔包括若干，均匀设置于第一调节杆上。

10、上述方案中，所述第二支撑组件包括第二支撑杆，所述第二支撑杆穿过第一调节孔设置。

11、上述方案中，所述弹簧连杆组件包括第一连杆、弹簧、第二连杆，所述第一连杆的一端通过弹簧与第二连杆的一端连接，所述第二连杆的另一端与第二支撑杆的一端通过第一销钉固定。

12、上述方案中，所述辊压组件包括轧辊、轧辊轴，所述轧辊轴包括两个，分别设置于轧辊的两端，所述第一连杆的另一端套装于轧辊轴上。

13、上述方案中，所述第一支撑组件包括第一支撑杆，所述第一支撑杆穿过搅拌头轴肩的中部设置。

14、上述方案中，所述调节连杆组件包括第一可调连杆、第二可调连杆，所述第一可调连杆和第二可调连杆上分别设置有若干第二调节孔，通过第二销钉固定，所述第一可调连杆的一端通过第三销钉与第一支撑杆的一端连接，所述第二可调连杆的一端套装与轧辊轴上，且通过第四销钉固定。

15、上述方案中，所述第二可调连杆与第一连杆之间设置套筒，用于防止第二可调连杆与第一连杆之间摩擦。

16、与现有技术相比，本实用新型通过在静止轴肩搅拌摩擦焊技术的基础上，在搅拌头上连接相应的滚压组件，来促进焊缝表面压应力的产生，抑制疲劳裂纹的萌生及扩展，提升焊缝的疲劳性能，从而提升焊接构件的使用寿命。

技术特征：

1.一种具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，其特征在于，包括搅拌头组件、辊压组件、第一支撑组件、支撑调节组件、弹簧连杆组件、调节连杆组件、第二支撑组件；

2.根据权利要求1所述的具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，其特征在于，所述搅拌头组件包括搅拌头轴肩、搅拌针，所述搅拌针设置于搅拌头轴肩的下端，用于在焊缝中旋转搅拌，形成摩擦热，使焊缝处金属熔化。

3.根据权利要求2所述的具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，其特征在于，所述支撑调节组件包括第一调节杆、第一调节孔，所述第一调节杆倾斜连接于搅拌头轴肩的上端，所述第一调节孔包括若干，均匀设置于第一调节杆上。

4.根据权利要求3所述的具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，其特征在于，所述第二支撑组件包括第二支撑杆，所述第二支撑杆穿过第一调节孔设置。

5.根据权利要求4所述的具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，其特征在于，所述弹簧连杆组件包括第一连杆、弹簧、第二连杆，所述第一连杆的一端通过弹簧与第二连杆的一端连接，所述第二连杆的另一端与第二支撑杆的一端通过第一销钉固定。

6.根据权利要求5所述的具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，其特征在于，所述辊压组件包括轧辊、轧辊轴，所述轧辊轴包括两个，分别设置于轧辊的两端，所述第一连杆的另一端套装于轧辊轴上。

7.根据权利要求6所述的具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，其特征在于，所述第一支撑组件包括第一支撑杆，所述第一支撑杆穿过搅拌头轴肩的中部设置。

8.根据权利要求7所述的具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，其特征在于，所述调节连杆组件包括第一可调连杆、第二可调连杆，所述第一可调连杆和第二可调连杆上分别设置有若干第二调节孔，通过第二销钉固定，所述第一可调连杆的一端通过第三销钉与第一支撑杆的一端连接，所述第二可调连杆的一端套装于轧辊轴上，且通过第四销钉固定。

9.根据权利要求8所述的具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，其特征在于，所述第二可调连杆与第一连杆之间设置套筒，用于防止第二可调连杆与第一连杆之间摩擦。

技术总结
本技术公开了一种具有滚压的搅拌摩擦焊用搅拌头，包括搅拌头组件、辊压组件、第一支撑组件、支撑调节组件、弹簧连杆组件、调节连杆组件、第二支撑组件；本技术通过在静止轴肩搅拌摩擦焊技术的基础上，在搅拌头上连接相应的滚压组件，来促进焊缝表面压应力的产生，抑制疲劳裂纹的萌生及扩展，提升焊缝的疲劳性能，从而提升焊接构件的使用寿命。

技术研发人员：庞嘉尧,田恩龙,程伟,田德林,杨有平,王妍霄
受保护的技术使用者：陕西理工大学
技术研发日：20231128
技术公布日：2024/8/15