靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，包括用于以非旋轉(zhuǎn)的方式支承于被焊接工件表面的軸肩襯套和設(shè)置于軸肩襯套內(nèi)并從軸肩襯套下端伸出進(jìn)行焊接的攪拌針；所述攪拌針以可轉(zhuǎn)動的方式與軸肩襯套配合，該裝置可避免工件表面產(chǎn)生弧紋和飛邊相較于傳統(tǒng)攪拌摩擦焊攪拌頭，減少了焊接熱輸入量，更適合于對攪拌摩擦焊熱輸入量較敏感的材料，例如鈦合金等。
【專利說明】
靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及膠棒摩擦焊設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為固相連接技術(shù)，攪拌摩擦焊具有接頭質(zhì)量高、能耗低、綠色無污染等優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于航空、航天、交通等領(lǐng)域，事實上在常規(guī)的攪拌摩擦焊過程中，攪拌頭需高速旋轉(zhuǎn)并向焊板施加非常大的垂向作用力以保證足夠的熱輸入，傳統(tǒng)攪拌摩擦焊攪拌頭的攪拌針與軸肩為一體式的，由于軸肩的擠壓和旋轉(zhuǎn)作用，攪拌頭在焊接過程中前進(jìn)將會在被焊接工件表面產(chǎn)生弧紋，即具有弧紋特征的表面凹陷，另外，在膠棒摩擦焊過程中，金屬材料會在攪拌頭的帶動下被擠出焊件并形成飛邊，表面弧紋與飛邊均會對攪拌摩擦焊接頭的質(zhì)量在不同程度上造成影響。
[0003]因此，需要一種能夠使攪拌針與軸肩為分離式結(jié)構(gòu)，在攪拌針旋轉(zhuǎn)時，軸肩保持不旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而避免工件表面產(chǎn)生弧紋和飛邊的攪拌摩擦焊裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種使攪拌針與軸肩為分離式結(jié)構(gòu)，在攪拌針旋轉(zhuǎn)時，軸肩保持不旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而避免工件表面產(chǎn)生弧紋和飛邊的攪拌摩擦焊裝置。
[0005]本發(fā)明的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，包括用于以非旋轉(zhuǎn)的方式支承于被焊接工件表面的軸肩襯套和設(shè)置于軸肩襯套內(nèi)并從軸肩襯套下端伸出進(jìn)行焊接的攪拌針;所述攪拌針以可轉(zhuǎn)動的方式與軸肩襯套配合；
[0006]進(jìn)一步，所述軸肩襯套底面上設(shè)有用于使攪拌針穿過的過孔，所述攪拌針外圓與過孔內(nèi)圓可轉(zhuǎn)動配合；
[0007]進(jìn)一步，所述攪拌針外圓與過孔內(nèi)圓之間為間隙配合；
[0008]進(jìn)一步，所述攪拌針包括同軸設(shè)置并一體成形的傳動段、散熱段、配合段和焊接段;所述攪拌針通過其配合段與過孔可轉(zhuǎn)動配合；
[0009]進(jìn)一步，所述散熱段的外徑小于軸肩襯套的內(nèi)徑，且散熱段外圓沿周向設(shè)有散熱環(huán)槽，所述散熱環(huán)槽沿軸向分布有多個；
[0010]本發(fā)明的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置還包括用于驅(qū)動攪拌針旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)主軸，所述旋轉(zhuǎn)主軸傳動同軸傳動連接于攪拌針的傳動段；
[0011]本發(fā)明的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置還包括相對固定的上支架和下支架;所述軸肩套筒外圓一體成形有法蘭盤并通過該法蘭盤固定于所述下支架底面；
[0012]進(jìn)一步，所述下支架為筒形結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁開設(shè)有用于散熱的腰形散熱孔。
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，焊接時，軸肩套筒下端以非旋轉(zhuǎn)但可平移的方式支承在被焊接工件表面，攪拌針設(shè)置于軸肩套筒內(nèi)并從其下端穿出，并利用穿出的部分與工件作用進(jìn)行焊接，焊接時，攪拌針在旋轉(zhuǎn)主軸的驅(qū)動下高速轉(zhuǎn)動，由于攪拌針與軸肩套筒可轉(zhuǎn)動配合，軸肩套筒在焊接時不隨攪拌針轉(zhuǎn)動，只沿焊縫平移，本發(fā)明由于外部軸肩套筒不旋轉(zhuǎn)，可有效的消除工件表面弧紋、而且焊接過程中下壓量小，基本上無飛邊產(chǎn)生，減少了材料損失，另外，由于軸肩靜止，在焊接過程中，軸肩與材料沒有產(chǎn)生轉(zhuǎn)動摩擦，其熱輸入量比傳統(tǒng)攪拌摩擦焊減少70%，焊縫質(zhì)量得到了提高。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的軸肩套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1為本發(fā)明的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實施例的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，包括用于以非旋轉(zhuǎn)的方式支承于被焊接工件表面的軸肩襯套和設(shè)置于軸肩襯套內(nèi)并從軸肩襯套下端伸出進(jìn)行焊接的攪拌針6;所述攪拌針6以可轉(zhuǎn)動的方式與軸肩襯套配合;焊接時，軸肩套筒5下端以非旋轉(zhuǎn)但可平移的方式支承在被焊接工件表面，攪拌針6設(shè)置于軸肩套筒5內(nèi)并從其下端穿出，并利用穿出的部分與工件作用進(jìn)行焊接，焊接時，攪拌針6在旋轉(zhuǎn)主軸I的驅(qū)動下高速轉(zhuǎn)動，由于攪拌針6與軸肩套筒5可轉(zhuǎn)動配合，軸肩套筒5在焊接時不隨攪拌針6轉(zhuǎn)動，只沿焊縫平移，本發(fā)明由于外部軸肩套筒5不旋轉(zhuǎn)，可有效的消除工件表面弧紋、而且焊接過程中下壓量小，基本上無飛邊產(chǎn)生，減少了材料損失，另外，由于軸肩靜止，在焊接過程中，軸肩與材料沒有產(chǎn)生轉(zhuǎn)動摩擦，其熱輸入量比傳統(tǒng)攪拌摩擦焊減少70%，焊縫質(zhì)量得到了提高。
[0018]本實施例中，所述軸肩襯套底面上設(shè)有用于使攪拌針6穿過的過孔，所述攪拌針6外圓與過孔內(nèi)圓可轉(zhuǎn)動配合;利用該過孔對攪拌針6進(jìn)行徑向定位，保證其始終位于設(shè)定焊接位置，軸肩襯套下端面為錐臺結(jié)構(gòu)，可減小其與工件表面接觸的面積。
[0019]本實施例中，所述攪拌針6外圓與過孔內(nèi)圓之間為間隙配合，間隙量在合適的范圍之間，間隙太小，攪拌針6與軸肩襯套間會有摩擦，并生熱膨脹，導(dǎo)致過盈配合，影響攪拌針6的正常旋轉(zhuǎn)；間隙太大，則攪拌針6在材料中旋轉(zhuǎn)時，會使過多材料流到間隙當(dāng)中，影響焊縫質(zhì)量。
[0020]本實施例中，所述攪拌針6包括同軸設(shè)置并一體成形的傳動段、散熱段、配合段和焊接段;所述攪拌針6通過其配合段與過孔可轉(zhuǎn)動配合，為保證配合段與通孔8的配合公差，可對配合段進(jìn)行精加工。
[0021]本實施例中，所述散熱段的外徑小于軸肩襯套的內(nèi)徑，使軸肩襯套與攪拌針6之間形成散熱腔體，散熱段外圓沿周向設(shè)有散熱環(huán)槽7，所述散熱環(huán)槽7沿軸向分布有多個，該結(jié)構(gòu)可增大散熱段的表面積，改善其散熱效率。
[0022]本實施例的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置還包括用于驅(qū)動攪拌針6旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)主軸I，所述旋轉(zhuǎn)主軸I傳動同軸傳動連接于攪拌針6的傳動段，傳動段可設(shè)置鍵槽，利用鍵連接的方式實現(xiàn)二者的傳動連接。
[0023]本實施例的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置還包括相對固定的上支架2和下支架3;所述軸肩套筒5外圓一體成形有法蘭盤9并通過該法蘭盤9固定于所述下支架3底面;下支架3底面設(shè)有一圓槽，法蘭盤9可設(shè)置于該圓槽內(nèi)并利用螺栓使二者緊固。
[0024]本實施例中，所述下支架3為筒形結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁開設(shè)有用于散熱的腰形散熱孔4。
[0025]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:包括用于以非旋轉(zhuǎn)的方式支承于被焊接工件表面的軸肩襯套和設(shè)置于軸肩襯套內(nèi)并從軸肩襯套下端伸出進(jìn)行焊接的攪拌針;所述攪拌針以可轉(zhuǎn)動的方式與軸肩襯套配合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述軸肩襯套底面上設(shè)有用于使攪拌針穿過的過孔，所述攪拌針外圓與過孔內(nèi)圓可轉(zhuǎn)動配合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述攪拌針外圓與過孔內(nèi)圓之間為間隙配合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述攪拌針包括同軸設(shè)置并一體成形的傳動段、散熱段、配合段和焊接段;所述攪拌針通過其配合段與過孔可轉(zhuǎn)動配合。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述散熱段的外徑小于軸肩襯套的內(nèi)徑，且散熱段外圓沿周向設(shè)有散熱環(huán)槽，所述散熱環(huán)槽沿軸向分布有多個6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:還包括用于驅(qū)動攪拌針旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)主軸，所述旋轉(zhuǎn)主軸傳動同軸傳動連接于攪拌針的傳動段。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:還包括相對固定的上支架和下支架;所述軸肩套筒外圓一體成形有法蘭盤并通過該法蘭盤固定于所述下支架底面。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜止軸肩攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述下支架為筒形結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁開設(shè)有用于散熱的腰形散熱孔。
【文檔編號】B23K20/12GK106001905SQ201610506741
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】黃木春, 陳康
【申請人】重慶市光學(xué)機(jī)械研究所