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CN110919161A - 小直径轴肩搅拌头 - Google Patents

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CN110919161A
CN110919161A CN201911200183.0A CN201911200183A CN110919161A CN 110919161 A CN110919161 A CN 110919161A CN 201911200183 A CN201911200183 A CN 201911200183A CN 110919161 A CN110919161 A CN 110919161A
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CN
China
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stirring
pin
diameter
needle
small diameter
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钟南
李志明
李贤清
周长兴
汤雨竹
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Original Assignee
HUNAN JOINFRONT WELDING TECHNOLOGY Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种小直径轴肩搅拌头，包括依次连接的夹持部、轴肩部和搅拌针，定义搅拌针的针尖部的直径为L1，定义搅拌针的针根部的直径为L2，定义轴肩部的直径为L3，L1：L2＝1：1～1.7；L2：L3＝1：1.8～2.5；轴肩部的端面包括在径向方向靠近搅拌针的搅拌区和远离搅拌针的包络区，搅拌区设有用于提高摩擦力矩的非同心圆结构。该搅拌头具有可增大搅拌及产热效果、能避免焊接缺陷、适用于生产窄边焊缝的优点。

Description

小直径轴肩搅拌头
技术领域
本发明主要涉及搅拌摩擦焊技术，尤其涉及一种小直径轴肩搅拌头。
背景技术
搅拌头结构尺寸设计尚无一套成熟理论，大多根据经验设计。
一般搅拌头的搅拌针采用等螺距螺纹，搅拌针根部直径一般约等于焊接厚度，搅拌针根部直径与轴肩直径比一般为1:2.5～3。因为一般搅拌头轴肩直径较大，形成的焊缝较宽，热影响区也会较大，影响焊缝机械性能，也影响焊缝美观。同时因为轴肩较大，遇到窄边焊缝，即工件焊缝与零件边缘尺寸≤搅拌头轴肩直径的1/2时就无法生产。
随着对焊缝机械性能要求越来越高，焊接结构越来越复杂，一般搅拌头较难适应生产窄边焊缝，由可提高焊接机械性能的焊缝。小直径轴肩搅拌头就会是发展方向。
如按等比缩小搅拌头，在焊接过程中，因为主轴转速有限，搅拌头产生热量偏小，搅拌力偏小等不利于焊接的因数，易造成焊接材料的塑化不够，形成流动填充不充分，产生焊缝内部孔洞缺陷，严重影响焊缝质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可增大搅拌及产热效果、能避免焊接缺陷、适用于生产窄边焊缝的小直径轴肩搅拌头。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种小直径轴肩搅拌头，包括依次连接的夹持部、轴肩部和搅拌针，定义搅拌针的针尖部的直径为L1，定义搅拌针的针根部的直径为L2，定义轴肩部的直径为L3，L1：L2＝1：1～1.7；L2：L3＝1：1.8～2.5；所述轴肩部的端面包括在径向方向靠近搅拌针的搅拌区和远离搅拌针的包络区，所述包络区设置为用于包拢汇聚和锻压塑性金属的平缓面，所述搅拌区设有用于提高摩擦力矩的非同心圆结构。
作为上述技术方案的进一步改进：
L2≥3.5mm，L3≥8mm。
所述非同心圆结构设置为凸起和/或凹槽。
所述非同心圆结构设置为凹槽。
所述凹槽设置为由蜗旋线构成的蜗旋槽。
所述凹槽设置为由曲线构成的开环型曲线槽。
所述开环型曲线槽为连续的单槽形式。
所述开环型曲线槽为分开的多槽形式。
所述凹槽设置为由曲线构成的闭环型偏心曲线槽。
所述闭环型偏心曲线槽设置为多个、且朝同一方向偏心。
所述闭环型偏心曲线槽设置为多个、且朝不同方向偏心。
所述非同心圆结构设置为凸起。
所述凸起设置为由曲线构成的曲线块。
所述曲线块沿搅拌针周向方向间隔布置。
相邻的所述曲线块相互交叉连接。
所述凸起设置为由直线构成的直线块。
所述直线块沿搅拌针周向方向间隔布置。
所述凸起设置为由直线构成的闭环多边形结构。
所述闭环多边形结构设置为一个、且与搅拌针同心设置。
所述闭环多边形结构设置为多个、且与搅拌针偏心设置。
所述平缓面和非同心圆结构之间设有同心圆结构。
所述搅拌针的周侧开设有螺旋槽，相邻所述螺旋槽之间的槽距由针根部向针尖部产生疏密变化。
相邻所述螺旋槽之间的槽距由针根部向针尖部减小。
相邻所述螺旋槽之间的槽距由针根部向针尖部增大。
所述搅拌针的周侧开设有螺旋槽，相邻所述螺旋槽之间的槽深由针根部向针尖部产生深浅变化。
相邻所述螺旋槽的槽深由针根部向针尖部增大。
相邻所述螺旋槽的槽深由针根部向针尖部减小。
所述搅拌针的周侧设有用于提高深度方向锻压力的凹部，定义搅拌针的针尖部的直径为L1，定义搅拌针的针根部的直径为L2，凹部的周侧外廓线直径在L1和L2之间。
所述搅拌针的周侧设有用于提高强度并增加与焊件摩擦面积的凸部，定义搅拌针的针尖部的直径为L1，定义搅拌针的针根部的直径为L2，凸部的周侧外廓线直径大于L1和L2。
所述搅拌针的周侧设有用于提高强度并增加与焊件摩擦面积的凸部，所述搅拌针的周侧还设有用于提高深度方向锻压力的凹部，所述凸部和凹部连接，定义搅拌针的针尖部的直径为L1，定义搅拌针的针根部的直径为L2，凸部的周侧外廓线直径大于L1和L2，凹部的周侧外廓线在L1和L2之间。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的小直径轴肩搅拌头，包括依次连接的夹持部、轴肩部和搅拌针，定义搅拌针的针尖部的直径为L1，定义搅拌针的针根部的直径为L2，定义轴肩部的直径为L3，L1：L2＝1：1～1.7；L2：L3＝1：1.8～2.5；轴肩部的端面包括在径向方向靠近搅拌针的搅拌区和远离搅拌针的包络区，包络区设置为用于包拢汇聚和锻压塑性金属的平缓面，搅拌区设有用于提高摩擦力矩的非同心圆结构。该结构中，采用的小直径轴肩搅拌头，根据不同材料特性、厚度、结构，先将针根部直径为L2设计成约等于焊接厚度，在保证针根部直径L2有足够的强度下不至断裂、变形，按针根部直径L2与轴肩部直径L3的比为1：1.8～2.5，本方案具体为L2：L3＝1：1.8，设计轴肩部的直径，通过这样的设计达到了减小焊缝横截面积，缩小了热影响区，且适应零件边缘尺寸小于一般搅拌头轴肩直径1/2的焊接件。由于轴肩部和针根部的直径减小，使得输入热量相应减少，故而通过增大针尖部的直径L1，使L1：L2＝1：1～1.7，本方案具体为L1：L2＝1：1.5，达到提高焊件下部的热输入量，按此比例设计特别有利于中厚板和双面焊接。进一步，将包络区设置为平缓面，利于包拢汇聚和锻压塑性金属；而搅拌区设有非同心圆结构，非同心圆结构在搅拌头旋转时，可有效提高摩擦力矩，进而增大了搅拌区的搅拌及产热效果，不仅能够有效的避免隧道型缺陷、趾跟缺陷、及孔洞等孔洞型缺陷，而且能够提高焊接速度。
附图说明
图1是本发明实施例1的主视结构示意图。
图2是本发明实施例1的立体结构示意图。
图3是本发明实施例1的仰视结构示意图。
图4是本发明实施例2的仰视结构示意图。
图5是本发明实施例3的仰视结构示意图。
图6是本发明实施例4的仰视结构示意图。
图7是本发明实施例5的仰视结构示意图。
图8是本发明实施例6的仰视结构示意图。
图9是本发明实施例7的仰视结构示意图。
图10是本发明实施例8的仰视结构示意图。
图11是本发明实施例9的仰视结构示意图。
图12是本发明实施例10的仰视结构示意图。
图13是本发明实施例11的主视结构示意图。
图14是本发明实施例12的主视结构示意图。
图15是本发明实施例13的主视结构示意图。
图16是本发明实施例14的主视结构示意图。
图17是本发明实施例15的主视结构示意图。
图18是本发明实施例16的主视结构示意图。
图19是本发明实施例17的主视结构示意图。
图中各标号表示：
1、夹持部；2、轴肩部；21、搅拌区；211、凸起；212、凹槽；22、包络区；3、搅拌针；31、针尖部；32、针根部；33、螺旋槽；34、凹部；35、凸部。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
如图1至图3所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第一种实施例，包括依次连接的夹持部1、轴肩部2和搅拌针3，定义搅拌针3的针尖部31的直径为L1，定义搅拌针3的针根部32的直径为L2，定义轴肩部2的直径为L3，L1：L2＝1：1～1.7；L2：L3＝1：1.8～2.5；轴肩部2的端面包括在径向方向靠近搅拌针3的搅拌区21和远离搅拌针3的包络区22，包络区22设置为用于包拢汇聚和锻压塑性金属的平缓面，搅拌区21设有用于提高摩擦力矩的非同心圆结构。该结构中，采用的小直径轴肩搅拌头，根据不同材料特性、厚度、结构，先将针根部32直径为L2设计成约等于焊接厚度，在保证针根部32直径L2有足够的强度下不至断裂、变形，按针根部32直径L2与轴肩部2直径L3的比为1：1.8～2.5，本方案具体为L2：L3＝1：1.8，设计轴肩部2的直径，通过这样的设计达到了减小焊缝横截面积，缩小了热影响区，且适应零件边缘尺寸小于一般搅拌头轴肩直径1/2的焊接件。由于轴肩部2和针根部32的直径减小，使得输入热量相应减少，故而通过增大针尖部31的直径L1，使L1：L2＝1：1～1.7，本方案具体为L1：L2＝1：1.5，达到提高焊件下部的热输入量，按此比例设计特别有利于中厚板和双面焊接。进一步，将包络区22设置为平缓面，利于包拢汇聚和锻压塑性金属；而搅拌区21设有非同心圆结构，非同心圆结构在搅拌头旋转时，可有效提高摩擦力矩，进而增大了搅拌区21的搅拌及产热效果，不仅能够有效的避免隧道型缺陷、趾跟缺陷、及孔洞等孔洞型缺陷，而且能够提高焊接速度。
本实施例中，L2≥3.5mm，L3≥8mm。具体的L2＝4mm，L3＝8mm，其结构简单可靠。
本实施例中，非同心圆结构设置为凸起211和/或凹槽212。将非同心圆结构设置为凸起211或凹槽212或两者的组合，在搅拌头旋转时，可有效提高摩擦力矩，进而增大了搅拌区21的搅拌及产热效果。
本实施例中，非同心圆结构设置为凹槽212。凹槽212在增大搅拌区21的搅拌及产热效果的同时，还能增加软化金属的流动性。
本实施例中，凹槽212设置为由蜗旋线构成的蜗旋槽。蜗旋槽能够提高摩擦力，同时还能增加软化金属沿径向方向的流动性，减少金属氧化物的富集。
实施例2：
如图4所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第二种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，凹槽212设置为由曲线构成的开环型曲线槽。开环型曲线槽能增大搅拌区21的搅拌及产热效果。
本实施例中，开环型曲线槽为连续的单槽形式。提高了摩擦力，对包络区22焊缝金属呈周期性冲击作用，有利于减少金属氧化膜。
实施例3：
如图5所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第三种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，开环型曲线槽为分开的多槽形式。提高了摩擦力，对包络区22焊缝金属呈周期性冲击作用，有利于减少金属氧化膜。
本实施例中，平缓面和非同心圆结构之间设有同心圆结构。该同心圆结构使得在径向流动加据的情况下，能加大包络效果。
实施例4：
如图6所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第四种实施例的，该搅拌头与实施例3基本相同，区别仅在于：本实施例中，凹槽212设置为由曲线构成的闭环型偏心曲线槽。相对于开环型曲线槽，闭环型偏心曲线槽的冲击效果更好。
本实施例中，闭环型偏心曲线槽设置为多个、且朝同一方向偏心。便于对包络区22焊缝金属呈周期性冲击作用。
实施例5：
如图7所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第五种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，闭环型偏心曲线槽设置为多个、且朝不同方向偏心。在增大产热的情况下，对包络区22软化金属产生冲击作用，有利于减少搅拌头不均匀结构带来的振动。
实施例6：
如图8所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第六种实施例的，该搅拌头与实施例5基本相同，区别仅在于：本实施例中，非同心圆结构设置为凸起211。凸起211能够增大搅拌区21的搅拌及产热效果，同时通能起到打碎氧化膜的效果，提高焊缝力学性能。
本实施例中，凸起211设置为由曲线构成的曲线块。其结构简单可靠。
本实施例中，曲线块沿搅拌针3周向方向间隔布置。其搅拌及产热效果更好。
实施例7：
如图9所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第七种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，相邻的曲线块相互交叉连接。增大摩擦力，使搅拌区21氧化膜紊流取得更好的打碎氧化膜的效果，避免形成S线或弱连接等缺陷，提高焊缝力学性能。
实施例8：
如图10所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第八种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，凸起211设置为由直线构成的直线块。其结构简单可靠。
本实施例中，直线块沿搅拌针3周向方向间隔布置。其搅拌及产热效果更好。
实施例9：
如图11所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第九种实施例的，该搅拌头与实施例8基本相同，区别仅在于：本实施例中，凸起211设置为由直线构成的闭环多边形结构。相对于开环型曲线槽，闭环多边形结构的冲击效果更好。
本实施例中，闭环多边形结构设置为一个、且与搅拌针3同心设置。其结构简单可靠。
实施例10：
如图12所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第十种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，闭环多边形结构设置为多个、且与搅拌针3偏心设置。在增大产热的情况下，对包络区22软化金属产生冲击作用，有利于减少搅拌头不均匀结构带来的振动。
实施例11：
如图13所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第十一种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，搅拌针3的周侧开设有螺旋槽33，相邻螺旋槽33之间的槽距由针根部32向针尖部31产生疏密变化。与单头等距螺纹线搅拌头相比，增加了搅拌针3槽距密集部的轴向截面积，也就增加了搅拌针3槽距密集部的表面积，焊接过程中有利于槽距密集部产生更多热能，塑化焊接材料速度更快，提高焊接速度；因为搅拌针3槽距密集部单位高度上的螺旋槽33较一般的搅拌针3多，因而增加了搅拌力，细化了晶粒，有利提高焊接质量；其结构简单可靠，适用于大尺寸、大厚度板材的焊接。
本实施例中，相邻螺旋槽33之间的槽距由针根部32向针尖部31减小。与单头等距螺纹线搅拌头相比，增加了搅拌针3的针尖部31附近轴向截面积，也就增加了搅拌针3的针尖部31附近的表面积，焊接过程中有利于针尖部31附近产生更多热能，塑化焊接材料速度更快，提高焊接速度；因为搅拌针3的针尖部31附近单位高度上的螺旋槽33较一般的搅拌针3多，形成渐密型结构，因而增加了搅拌力，细化了晶粒，有利提高焊接质量；其结构简单可靠，适用于异种材料的焊接。
本实施例中，定义最靠近针根部32的相邻螺旋槽33之间的槽距为t0，定义最靠近针尖部31的相邻螺旋槽33之间的槽距为t1，t1＜t0。定义针根部32和针尖部31的其余相邻螺旋槽33之间的槽距为tn，t1≤tn＜t0。
实施例12：
如图14所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第十二种实施例的，该搅拌头与实施例11基本相同，区别仅在于：本实施例中，相邻螺旋槽33之间的槽距由针根部32向针尖部31增大。与单头等距螺纹线搅拌头相比，增加了搅拌针3的针根部32附近轴向截面积，也就增加了搅拌针3的针根部32附近的表面积，焊接过程中有利于针根部32附近产生更多热能，塑化焊接材料速度更快，提高焊接速度；因为搅拌针3的针根部32附近单位高度上的螺旋槽33较一般的搅拌针3多，因而增加了搅拌力，细化了晶粒，有利提高焊接质量，其结构简单可靠，适用于异种材料的焊接。
本实施例中，定义最靠近针根部32的相邻螺旋槽33之间的槽距为t0，定义最靠近针尖部31的相邻螺旋槽33之间的槽距为t1，t1＞t0。定义针根部32和针尖部31的其余相邻螺旋槽33之间的槽距为tn，t0≤tn＜t1。
实施例13：
如图15所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第十三种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，搅拌针3的周侧开设有螺旋槽33，相邻螺旋槽33之间的槽深由针根部32向针尖部31产生深浅变化。与单头等深螺纹线搅拌头相比，增加了搅拌针3槽深的深部处轴向截面积，也就增加了搅拌针3槽深的深部处的表面积，焊接过程中有利于槽深的深部处产生更多热能，塑化焊接材料速度更快，有利于提高焊接速度；因为槽深的深部处的螺旋槽33较一般的搅拌针3深，因而增加了搅拌力，细化了晶粒，有利提高焊接质量，其结构简单可靠。
本实施例中，相邻螺旋槽33的槽深由针根部32向针尖部31增大。与单头等深螺纹线搅拌头相比，增加了针尖部31轴向截面积，也就增加了针尖部31的表面积，焊接过程中有利于针尖部31产生更多热能，塑化焊接材料速度更快，有利于提高焊接速度；因为针尖部31的螺旋槽33较一般的搅拌针3深，因而增加了搅拌力，细化了晶粒，有利提高焊接质量，其结构简单可靠。
本实施例中，定义最靠近针根部32的相邻螺旋槽33之间的槽深为h0，定义最靠近针尖部31的相邻螺旋槽33之间的槽深为h1，h1＞h0。定义针根部32和针尖部31的其余相邻螺旋槽33之间的槽深为hn，h0≤hn＜h1。
实施例14：
如图16所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第十四种实施例的，该搅拌头与实施例13基本相同，区别仅在于：本实施例中，相邻螺旋槽33的槽深由针根部32向针尖部31减小。与单头等深螺纹线搅拌头相比，增加了针根部32轴向截面积，也就增加了针根部32的表面积，焊接过程中有利于针根部32产生更多热能，塑化焊接材料速度更快，有利于提高焊接速度；因为针根部32的螺旋槽33较一般的搅拌针3深，因而增加了搅拌力，细化了晶粒，有利提高焊接质量，其结构简单可靠。
本实施例中，定义最靠近针根部32的相邻螺旋槽33之间的槽深为h0，定义最靠近针尖部31的相邻螺旋槽33之间的槽深为h1，h1＜h0。定义针根部32和针尖部31的其余相邻螺旋槽32之间的槽深为hn，h1≤hn＜h0。
实施例15：
如图17所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第十五种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，搅拌针3的周侧设有用于提高深度方向锻压力的凹部34，定义搅拌针3的针尖部31的直径为L1，定义搅拌针3的针根部32的直径为L2，凹部34的周侧外廓线直径在L1和L2之间。该搅拌头在搅拌针3的周侧设置有凹部34，即搅拌针3的周侧外廓线内凹，增加了内部深度方向的锻压力，从而可以增加焊缝的密实度，有利于增加焊缝强度，提高焊缝质量；同时，凹部34使得搅拌针3增加了表面积、减小了体积，因而增加了与焊件摩擦的摩擦面积，有利于材料的流动填充，有利形成良好的焊缝；其结构简单可靠，适用于薄板的高速焊接、塑化性能好的材料、焊缝周边有空腔结构产品等焊缝要求比较窄的场合。凹部34的周侧外廓线始终位于针尖部31外轮廓与针根部32外轮廓的连线之内，从而增加了内部深度方向的锻压力。
实施例16：
如图18所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第十六种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，搅拌针3的周侧设有用于提高强度并增加与焊件摩擦面积的凸部35，定义搅拌针3的针尖部31的直径为L1，定义搅拌针3的针根部32的直径为L2，凸部35的周侧外廓线直径大于L1和L2。该搅拌头在搅拌针3的周侧设置有凸部35，即搅拌针3的周侧外廓线外凸，相应搅拌针3强度有所提高，有利于提高焊接速度；同时，凸部35使搅拌针3增加了表面积，因而增加了与焊件摩擦的摩擦面积，有利于材料的流动，也有利于提高焊接速度，提高生产效益；其结构简单可靠，适用于钛、铜、钢等高熔点的金属、厚板、材料硬塑化性能差、要求产热量高的结构产品。凸部35的周侧外廓线始终位于针尖部31外轮廓与针根部32外轮廓的连线之外，从而提高了搅拌针3强度。
实施例17：
如图19所示，本发明小直径轴肩搅拌头的第十六种实施例的，该搅拌头与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，搅拌针3的周侧设有用于提高强度并增加与焊件摩擦面积的凸部35，搅拌针3的周侧还设有用于提高深度方向锻压力的凹部34，凸部35和凹部34连接，定义搅拌针3的针尖部31的直径为L1，定义搅拌针3的针根部32的直径为L2，凸部35的周侧外廓线直径大于L1和L2，凹部34的周侧外廓线在L1和L2之间。该搅拌头在搅拌针3的周侧设置有相互连接的凸部35和凹部34，即搅拌针3的周侧外廓线为外凸和内凹相配合，凸部35使得搅拌针3强度有所提高，有利于提高焊接速度；同时，凸部35使搅拌针3增加了表面积，因而增加了与焊件摩擦的摩擦面积，有利于材料的流动，也有利于提高焊接速度，提高生产效益；而凹部34增加了内部深度方向的锻压力，从而可以增加焊缝的密实度，有利于增加焊缝强度，提高焊缝质量；同时，凹部34使得搅拌针3增加了表面积、减小了体积，因而增加了与焊件摩擦的摩擦面积，有利于材料的流动填充，有利形成良好的焊缝；其结构简单可靠，适用于复合型材料、厚板、搭接焊缝、异种金属连接、多层搭接与对接焊缝。凸部35的周侧外廓线始终位于针尖部31外轮廓与针根部32外轮廓的连线之外，从而提高了搅拌针3强度；凹部34的周侧外廓线始终位于针尖部31外轮廓与针根部32外轮廓的连线之内，从而增加了内部深度方向的锻压力。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (19)

1.一种小直径轴肩搅拌头，包括依次连接的夹持部(1)、轴肩部(2)和搅拌针(3)，其特征在于：定义搅拌针(3)的针尖部(31)的直径为L1，定义搅拌针(3)的针根部(32)的直径为L2，定义轴肩部(2)的直径为L3，L1:L2＝1:1～1.7；L2:L3＝1:1.8～2.5；所述轴肩部(2)的端面包括在径向方向靠近搅拌针(3)的搅拌区(21)和远离搅拌针(3)的包络区(22)，所述搅拌区(21)设有用于提高摩擦力矩的非同心圆结构。
2.根据权利要求1所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：L2≥3.5mm，L3≥8mm。
3.根据权利要求2所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述非同心圆结构设置为凸起(211)和/或凹槽(212)。
4.根据权利要求3所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述非同心圆结构设置为凹槽(212)。
5.根据权利要求4所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述凹槽(212)设置为由蜗旋线构成的蜗旋槽。
6.根据权利要求4所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述凹槽(212)设置为由曲线构成的开环型曲线槽。
7.根据权利要求4所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述凹槽(212)设置为由曲线构成的闭环型偏心曲线槽。
8.根据权利要求3所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述非同心圆结构设置为凸起(211)。
9.根据权利要求8所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述凸起(211)设置为由曲线构成的曲线块。
10.根据权利要求9所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述曲线块沿搅拌针(3)周向方向间隔布置。
11.根据权利要求9所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：相邻的所述曲线块相互交叉连接。
12.根据权利要求8所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述凸起(211)设置为由直线构成的直线块。
13.根据权利要求12所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述直线块沿搅拌针(3)周向方向间隔布置。
14.根据权利要求8所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述凸起(211)设置为由直线构成的闭环多边形结构。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述搅拌针(3)的周侧开设有螺旋槽(33)，相邻所述螺旋槽(33)之间的槽距由针根部(32)向针尖部(31)产生疏密变化。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述搅拌针(3)的周侧开设有螺旋槽(33)，相邻所述螺旋槽(33)之间的槽深由针根部(32)向针尖部(31)产生深浅变化。
17.根据权利要求1至14中任一项所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述搅拌针(3)的周侧设有用于提高深度方向锻压力的凹部(34)，定义搅拌针(3)的针尖部(31)的直径为L1，定义搅拌针(3)的针根部(32)的直径为L2，凹部(34)的周侧外廓线直径在L1和L2之间。
18.根据权利要求1至14中任一项所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述搅拌针(3)的周侧设有用于提高强度并增加与焊件摩擦面积的凸部(35)，定义搅拌针(3)的针尖部(31)的直径为L1，定义搅拌针(3)的针根部(32)的直径为L2，凸部(35)的周侧外廓线直径大于L1和L2。
19.根据权利要求1至14中任一项所述的小直径轴肩搅拌头，其特征在于：所述搅拌针(3)的周侧设有用于提高强度并增加与焊件摩擦面积的凸部(35)，所述搅拌针(3)的周侧还设有用于提高深度方向锻压力的凹部(34)，所述凸部(35)和凹部(34)连接，定义搅拌针(3)的针尖部(31)的直径为L1，定义搅拌针(3)的针根部(32)的直径为L2，凸部(35)的周侧外廓线直径大于L1和L2，凹部(34)的周侧外廓线在L1和L2之间。
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