公开(公告)号：CN101947691A

公开(公告)日：2011-01-19

申请号：CN201010296480.2

申请日：2010-09-29

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 刘会杰 ,  赵运强 ,  侯军才 ,  张超群 ,  张会杰 ,  黄永宪 ,  于雷 ,  李金全

IPC: B23K20/12

Abstract: 上、下轴肩直径不等的自持式搅拌摩擦焊方法及其搅拌头，它涉及一种自持式搅拌摩擦焊的方法及其搅拌头。本发明为解决现有自持式搅拌摩擦焊方法中上、下两个轴肩为等直径，存在焊接热输入大及搅拌针承载大而影响接头性能、甚至造成搅拌针断裂的问题。方法：一、搅拌头尺寸确定；二、确定搅拌针的使用长度；三、固定第一被焊工件和第二被焊工件；四、搅拌头定位；五、对第一被焊工件与第二被焊工件进行搅拌摩擦焊接。搅拌头：搅拌针垂直于上轴肩的下端面设置，搅拌针与上轴肩制成一体，搅拌针的外表面设有外螺纹，下轴肩与搅拌针螺纹连接，螺母设置在下轴肩的下面，螺母与搅拌针螺纹连接，下轴肩的直径小于上轴肩的直径。本发明用于搅拌摩擦焊接。

公开(公告)号：CN101886267A

公开(公告)日：2010-11-17

申请号：CN201010240841.1

申请日：2010-07-30

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 刘会杰 ,  张超群 ,  张会杰 ,  赵运强 ,  李金全

IPC: C23G3/00

Abstract: 用于搅拌摩擦焊的搅拌头的清洗方法，它涉及一种搅拌头的清洗方法。针对目前搅拌摩擦焊使用的搅拌头清洗时会划伤搅拌头表面且清洗速度慢的问题。所述方法由以下步骤完成：步骤一：将耐腐蚀金属团放入耐腐蚀容器中；步骤二：将清洗液注入耐腐蚀容器中；步骤三：让搅拌头旋转插入耐腐蚀容器中，使其充分浸入清洗液并与耐腐蚀金属团充分接触，耐腐蚀金属团固定在耐腐蚀容器的内壁上；步骤四：待搅拌头表面的粘附材料充分溶解之后，拔出搅拌头；步骤五：用水冲洗搅拌头，去除其表面残留的清洗液，随后使用吹风机将其吹干，获得干净的搅拌头，整个清洗过程到此结束。本发明方法用于清洗搅拌摩擦焊后的搅拌头。

公开(公告)号：CN104942427A

公开(公告)日：2015-09-30

申请号：CN201510320601.5

申请日：2015-06-12

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 赵运强 ,  刘会杰 ,  杨腾飞 ,  胡琰莹 ,  刘向前

IPC: B23K20/12

CPC classification number: B23K20/1225

Abstract: 一种消除孔洞和环沟槽的非对称回填式搅拌摩擦点焊方法，为解决现有对称回填式搅拌摩擦点焊过程中，回填阶段剩余的塑性金属体积不足，无法填满搅拌套回抽所留下的间隙，从而产生根部孔洞和表面环沟槽缺陷的问题。方法：一，设定焊具初始位置，使压紧环、搅拌套及搅拌针下表面与被焊板材上表面处于同一水平面；二，搅拌套下扎搅拌针回抽，被搅拌套挤出的塑性金属进入并恰好填满搅拌针回抽所产生的空腔内；三，塑性金属变速回填，增加搅拌针从搅拌套中心空腔内挤出的塑性金属，从而对搅拌套回抽所产生的间隙更好的回填。最终使搅拌套与搅拌针的下表面的水平位置低于被焊板材上表面水平位置一定距离，从而补偿金属体积损失。本发明用于搅拌摩擦点焊。

公开(公告)号：CN104475966A

公开(公告)日：2015-04-01

申请号：CN201410765362.X

申请日：2014-12-11

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 刘会杰 ,  胡琰莹 ,  赵运强 ,  刘向前 ,  王志国 ,  窦超

IPC: B23K20/12

CPC classification number: B23K20/1255

Abstract: 增强焊缝材料流动的搅拌摩擦焊接用搅拌头及其制造方法，它涉及一种搅拌头及其制造方法。本发明为了解决目前在搅拌摩擦焊时，针对流动行为较差的材料在焊缝中出现沟槽、孔洞等缺陷问题。装置：搅拌针连在搅拌头轴肩上，搅拌针的侧面加工出右旋螺纹和一个与轴线方向平行的平面，所述平面被截掉的圆弧段对应的圆心角为120°；方法：步骤一、搅拌头尺寸的确定；步骤二、确定搅拌针的使用长度；步骤三、在轴肩位置开设方程为ρ＝b+aθ的阿基米德螺旋槽；步骤四：在搅拌针侧面加工出右旋螺纹和平面；步骤五、固定被焊工件；步骤六、搅拌头定位；步骤七、对第一被焊工件和第二被焊工件进行搅拌摩擦焊接。本发明用于搅拌摩擦焊接。

公开(公告)号：CN104439692A

公开(公告)日：2015-03-25

申请号：CN201410691524.X

申请日：2014-11-25

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 刘会杰 ,  胡琰莹 ,  赵运强 ,  王志国 ,  刘向前 ,  窦超

IPC: B23K20/12

CPC classification number: B23K20/1255

Abstract: 一种可以单独更换搅拌针的自持式搅拌摩擦焊用搅拌头及其使用方法，涉及一种自持式搅拌摩擦焊用搅拌头及其使用方法。本发明解决现有自持式搅拌摩擦焊用搅拌头的搅拌针断裂后整个搅拌头无法继续使用的问题。搅拌头由上轴肩、上轴肩套筒、搅拌针和下轴肩螺纹连接组成。使用方法：搅拌头的组装，固定第一被焊工件和第二被焊工件，搅拌头定位，搅拌摩擦焊接，搅拌头拆卸。优势：在上轴肩和搅拌针之间加入上轴肩套筒实现搅拌针的单独更换，轴肩得到重复使用，节约了自持式搅拌摩擦焊的成本，通过更换不同的搅拌针，可以调整上轴肩套筒和下轴肩的间隙，实现多种厚度工件的焊接。本发明用于一种可以单独更换搅拌针的自持式搅拌摩擦焊用搅拌头及其使用。

公开(公告)号：CN104400215A

公开(公告)日：2015-03-11

申请号：CN201410705553.7

申请日：2014-11-26

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 胡琰莹 ,  刘会杰 ,  赵运强 ,  林喆 ,  刘向前 ,  窦超

IPC: B23K20/12

CPC classification number: B23K20/1255

Abstract: 一种减小界面缺陷尺寸的搅拌摩擦搭接焊用搅拌头及其焊接方法，本发明涉及搅拌摩擦搭接焊用搅拌头及其焊接方法，它为了解决现有搅拌摩擦搭接焊接头中前进侧Hook缺陷和后退侧冷搭接缺陷减小接头有效承载厚度和有效搭接宽度，降低接头力学性能的问题。该搅拌摩擦搭接焊用搅拌头由轴肩和搅拌针组成，其中搅拌针由上部圆柱、中部凸圆和下部圆台依次连接而成。焊接方法：一、确定搅拌头尺寸；二、确定搅拌针长度；三、固定被焊工件；四、使搅拌针中部凸圆下压至两个被焊工件搭接界面处；五、进行搅拌摩擦焊接。本发明在焊接过程中，利用中部凸圆对原始搭接界面进行搅拌，既有效减小界面缺陷尺寸，又使得有效搭接面积增大，从而提高接头的力学性能。

公开(公告)号：CN103128437A

公开(公告)日：2013-06-05

申请号：CN201310087492.8

申请日：2013-03-19

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 刘会杰 ,  赵运强 ,  侯军才 ,  李金全

IPC: B23K20/12

Abstract: 一种避免形成根部缺陷的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法，它涉及一种搅拌摩擦焊接装置及焊接方法。本发明为了解决常规搅拌摩擦焊接头容易产生根部缺陷，接头可靠性难以保证，增加焊后加工成本的问题。本发明包括搅拌头组件和支撑底座，搅拌头组件设置在支撑底座的上方，搅拌头组件包括上轴肩、搅拌针和下轴肩，上轴肩、搅拌针和下轴肩由上至下依次首尾连接制成一体，支撑底座的中部开有凹槽，下轴肩的下端与支撑底座中部的凹槽相对应，上轴肩的直径大于下轴肩的直径大于搅拌针的直径，上轴肩的直径大于凹槽的宽度大于下轴肩的直径。本发明用于焊接领域。

公开(公告)号：CN102601515A

公开(公告)日：2012-07-25

申请号：CN201210087920.2

申请日：2012-03-29

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 赵运强 ,  刘会杰 ,  侯军才 ,  李金全

IPC: B23K20/12

Abstract: 下轴肩不旋转的自持式搅拌摩擦焊用搅拌头及其焊接方法，它涉及一种搅拌头及焊接方法。本发明为解决现有的自持式搅拌摩擦焊用搅拌头下轴肩旋转产热造成焊接热输入增加，导致焊缝成形困难以及焊接接头力学性能较低的问题。支撑底座的上端面的中心处加工有圆形凹槽，径向定位轴承安装在圆形凹槽内，下轴肩固装在支撑底座的上端面上，下轴肩沿纵向加工有搅拌针，在焊接过程中，搅拌针的下部穿过搅拌针并通过径向定位轴承安装在支撑底座上；一、确定搅拌头尺寸，二、固定被焊工件，三、焊前定位搅拌头，四、确定搅拌头转速及上轴肩下压深度，五、确定焊接速度并对第一被焊工件和第二被焊工件进行焊接。本发明的搅拌头及焊接方法用于搅拌摩擦焊接。

公开(公告)号：CN101890573B

公开(公告)日：2012-06-06

申请号：CN201010258759.1

申请日：2010-08-20

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 刘会杰 ,  张超群 ,  李金全 ,  张会杰 ,  赵运强

IPC: B23K20/12 ,  B23K20/24

Abstract: 一种搅拌针与轴肩差速旋转的搅拌摩擦焊接方法，它涉及一种搅拌摩擦焊接方法。解决常规搅拌摩擦焊存在的下压力大、前进阻力大、为了克服搅拌针高速旋转，而轴肩同向高速旋转或不转动所产生的各种问题。搅拌头的搅拌针以3000～30000转/分的转速扎入待焊部位；搅拌头的轴肩的旋转速度低于搅拌针的旋转速度，其旋转方向与搅拌针相反；轴肩的旋转速度为10～1000转/分；搅拌头扎入速度为1～5mm/分钟，搅拌针扎入工件深度比工件厚度小0～0.5mm，轴肩扎入工件的深度为0～0.5mm；搅拌头以100～5000mm/分的速度沿第一被焊工件和第二被焊工件的对接面水平方向移动。焊接所需热量不依赖轴肩与被焊材料的摩擦，就不需要很大的下压力来保证轴肩部分的摩擦产热，减小了下压力。

公开(公告)号：CN101979209B

公开(公告)日：2012-05-30

申请号：CN201010563148.8

申请日：2010-11-29

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 刘会杰 ,  侯军才 ,  赵运强 ,  张超群

IPC: B23K20/12

Abstract: 上、下轴肩逆向旋转的自持式搅拌摩擦焊接方法，它涉及一种自持式搅拌摩擦焊接方法，以解决上、下轴肩直径不相等、但同向等速旋转，焊接过程中，存在焊接热输入大、工件易变形，搅拌针存在断裂倾向，焊缝区温度场、接头组织和残余应力分布不对称，导致接头性能不对称，降低了焊接结构承载能力的问题。方法：一、搅拌头尺寸确定：根据第一被焊工件和第二被焊工件的厚度确定上轴肩、搅拌针及下轴肩的直径；二、确定搅拌针使用长度；三、固定第一被焊工件和第二被焊工件；四、搅拌头定位；五、对第一被焊工件与第二被焊工件进行搅拌摩擦焊接：上轴肩与搅拌针为一体制成，下轴肩与上轴肩转动方向相反。本发明用于自持式搅拌摩擦焊接。