一种管件摩擦搅拌焊接方法以及摩擦搅拌焊接机与流程

1.本发明涉及摩擦搅拌焊接领域，特别是涉及管件摩擦搅拌焊接方法以及摩擦搅拌焊接机。


背景技术：

2.摩擦搅拌焊接机主要依靠旋转头的焊针对焊接区域的摩擦搅拌，使得该区域的金属发生熔合。
3.传统的利用摩擦搅拌焊接机对管材进行焊接的方法中，焊接形成的焊缝区域在一段时间后，管道内的气体或其它介质会由焊缝区域产生微小泄露。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对传统焊接方法产生微小泄露的问题，提供一种管件摩擦搅拌焊接方法。
5.一种管件摩擦搅拌焊接方法，包括：
6.将两根管材安装在旋转装置上，两根管材之间的缝隙形成待焊接区，
7.使用摩擦搅拌焊接机对待焊接区进行焊接，其中，所述摩擦搅拌焊接机的搅拌头包括主体以及设置在主体一端的第一轴肩，所述第一轴肩的一端设置有第一搅拌针，所述第一轴肩为圆柱形，所述第一搅拌针为圆柱形，第一轴肩的直径大于第一搅拌针的直径，所述第一轴肩与第一搅拌针之间采用直角过渡，通过第一搅拌针和第一轴肩的转动对待焊接区进行摩擦搅拌焊接，且在焊接过程中，第一轴肩伸入管材壁厚一定距离，且搅拌头的轴线与管材的横截面平行，搅拌头的轴线与水平面之间的夹角为85度到87度。
8.本技术的上述方法中，采用轴肩和搅拌针同时对管材进行摩擦搅拌焊接，由于轴肩的直径大于搅拌针的直径，且轴肩会伸入管材壁厚一定距离，同时，搅拌头倾斜一定角度，这就使得搅拌针所在区域的焊缝的材料密度显著提高，而轴肩所在区域的焊缝的宽度要大于搅拌针所在区域的焊缝的宽度，这些措施可有效保证管材焊接后，不易出现微小泄露等缺陷。
9.在其中一个实施例中，所述主体的另一端设置有第二轴肩，所述第二轴肩的一端设置有第二搅拌针，所述第二轴肩为圆柱形，所述第二搅拌针为圆柱形，第二轴肩的直径大于第二搅拌针的直径，所述第二轴肩与第二搅拌针之间采用直角过渡，所述摩擦搅拌焊接机设置有用于容纳第二轴肩和第二搅拌针的空间。
10.在其中一个实施例中，所述摩擦搅拌焊接过程中，第一搅拌针的端部伸入管材壁厚的60％处。
11.一种摩擦搅拌焊接机，包括搅拌头的主体，所述主体的一端设置有第一轴肩，所述主体的另一端设置有第二轴肩，所述第一轴肩的一端设置有第一搅拌针，所述第一轴肩为圆柱形，所述第一搅拌针为圆柱形，第一轴肩的直径大于第一搅拌针的直径，所述第一轴肩与第一搅拌针之间采用直角过渡，所述第二轴肩的一端设置有第二搅拌针，所述第二轴肩
为圆柱形，所述第二搅拌针为圆柱形，第二轴肩的直径大于第二搅拌针的直径，所述第二轴肩与第二搅拌针之间采用直角过渡，所述摩擦搅拌焊接机设置有用于容纳第二轴肩和第二搅拌针的空间。
附图说明
12.图1为本技术的实施例的通过摩擦搅拌焊接机对管材进行焊接的示意图。
13.图2为本技术的实施例的搅拌头的轴线与管材的横截面平行，搅拌头的轴线与水平面之间的夹角为85度到87度的示意图。
14.图3为本技术的实施例的搅拌头包括两个轴肩和两个搅拌针的示意图。
15.其中：
16.110、主体 120、第一轴肩 130、第一搅拌针
17.140、搅拌头的轴线 150、第二轴肩 160、第二搅拌针
18.200、管材 400、水平面 310、卡盘组件 320、顶锥组件
具体实施方式
19.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
20.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
21.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
22.如图1和图2所示，本技术的实施例提供了一种管件摩擦搅拌焊接方法，该方法包括：
23.将两根管材200安装在旋转装置上，两根管材200之间的缝隙形成待焊接区。
24.上述旋转装置可应用现有的旋转装置实现。例如可包括卡盘组件310和顶锥组件320。将两个待焊接的管材200固定在卡盘组件310和顶锥组件320之间。通过卡盘组件310可驱动管材200进行转动。摩擦搅拌焊接机的搅拌头位于管材200的一侧。
25.管材被固定好之后，使用摩擦搅拌焊接机对待焊接区进行焊接。其中，所述摩擦搅拌焊接机的搅拌头包括主体110以及设置在主体110一端的第一轴肩120。所述第一轴肩120的一端设置有第一搅拌针130。所述第一轴肩120为圆柱形，所述第一搅拌针130为圆柱形。第一轴肩120的直径大于第一搅拌针130的直径，所述第一轴肩120与第一搅拌针130之间采用直角过渡。通过第一搅拌针130和第一轴肩120的转动对待焊接区进行摩擦搅拌焊接。
26.在焊接过程中，第一轴肩120要伸入管材200壁厚一定距离，且搅拌头的轴线140与管材200的横截面平行，搅拌头的轴线140与水平面400之间的夹角为85度到87度。例如，可为85度，86度或87度。
27.本技术的上述方法中，采用轴肩和搅拌针同时对管材200进行摩擦搅拌焊接，由于轴肩的直径大于搅拌针的直径，且轴肩会伸入管材200壁厚一定距离，同时，搅拌头会倾斜一定角度，这使得轴肩所在区域形成的焊缝的宽度要大于搅拌针所在区域形成的焊缝的宽度，且搅拌针所在区域的焊缝的材料密度显著提高，从而可有效保证管材200焊接后，不易出现微小泄露等缺陷。
28.本实施例中，所述主体110的另一端设置有第二轴肩150，所述第二轴肩150的一端设置有第二搅拌针160。
29.所述第二轴肩150为圆柱形，所述第二搅拌针160为圆柱形。第二轴肩150的直径大于第二搅拌针160的直径。
30.所述第二轴肩150与第二搅拌针160之间采用直角过渡，所述摩擦搅拌焊接机设置有用于容纳第二轴肩150和第二搅拌针160的空间。
31.上述主体110上设置有两个搅拌针，这样设置，在其中一个搅拌针因磨损或其它原因不能使用时，可将主体110的上下位置对调一下，使主体110上的另一个搅拌针投入使用。
32.本实施例中，所述摩擦搅拌焊接过程中，第一搅拌针130伸入管材200壁厚的60％处。通过实验发现，采用上述方式焊接，焊缝质量最优。也就是管材200在长期使用下，也基本不会在焊缝位置处出现微小泄露的缺陷。
33.如图3所示，本技术的实施例还提供了一种摩擦搅拌焊接机，该焊接机包括搅拌头的主体110，所述主体110的一端设置有第一轴肩120，所述主体110的另一端设置有第二轴肩150。
34.所述第一轴肩120的一端设置有第一搅拌针130，所述第一轴肩120为圆柱形，所述第一搅拌针130为圆柱形。
35.第一轴肩120的直径大于第一搅拌针130的直径，所述第一轴肩120与第一搅拌针130之间采用直角过渡。
36.所述第二轴肩150的一端设置有第二搅拌针160，所述第二轴肩150为圆柱形，所述第二搅拌针160为圆柱形。
37.第二轴肩150的直径大于第二搅拌针160的直径，所述第二轴肩150与第二搅拌针160之间采用直角过渡。
38.所述摩擦搅拌焊接机设置有用于容纳第二轴肩150和第二搅拌针160的空间。也就是当第二轴肩150和第二搅拌针160不工作时，可收容于上述空间内。
39.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
40.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。