一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種焊接設(shè)備，特別是涉及一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦焊是一種以摩擦熱為熱源的現(xiàn)代金屬固相熱壓焊方法，即把兩種焊件的結(jié)合面作相對高速運(yùn)動，借助于摩擦熱使接觸部分達(dá)到塑性狀態(tài)，再經(jīng)加壓而連接成一體的一種工藝方法。它是一個包含著熱、力、冶金、傳質(zhì)極其相互作用的復(fù)雜過程。摩擦焊方法以其工藝過程穩(wěn)定、焊接質(zhì)量高、廣泛的可焊性、生產(chǎn)效率高、成本低廉，而被廣泛應(yīng)用在航空、航天、核能、海洋開發(fā)等高技術(shù)領(lǐng)域及電力、機(jī)械制造、石油鉆探、汽車制造等產(chǎn)業(yè)部門。
[0003]摩擦焊主要根據(jù)工件的相對運(yùn)動形式和工藝特點(diǎn)進(jìn)行分類，按工件相對運(yùn)動形式可分為:連續(xù)驅(qū)動摩擦焊、慣性摩擦焊、攪拌摩擦焊、相位摩擦焊、徑向摩擦焊、線性摩擦焊、軌跡摩擦焊和嵌入摩擦焊等等。其中，攪拌摩擦焊焊接過程無飛濺、無煙塵、無氣孔、無夾渣，不需要填充材料，能耗低，對環(huán)境無污染，是一種理想的綠色連接技術(shù)。
[0004]在點(diǎn)焊焊接過程中，攪拌頭在固定位置形成點(diǎn)焊接頭從而實(shí)現(xiàn)上下板之間的連接；該過程主要包括三個階段，即攪拌頭壓入過程、連接過程和攪拌頭回撤過程。
[0005]然而目前，在攪拌摩擦點(diǎn)焊的研究主要集中在鋁合金方面，包括焊接工藝參數(shù)(攪拌頭旋轉(zhuǎn)頻率、停留時間和壓入深度等)以及攪拌頭形狀(包括攪拌針、軸肩幾何尺寸及形狀等)對接頭微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響，很少涉及裝置的高溫冷卻問題。
[0006]尤其在焊接高熔點(diǎn)金屬時，為了增加熱量輸入和焊接效率而增大攪拌頭的下壓力和轉(zhuǎn)速，會使攪拌頭溫度急速上升，使攪拌頭高溫而強(qiáng)度降低，不僅加劇攪拌頭的磨損，嚴(yán)重時會導(dǎo)致攪拌頭的攪拌針斷裂，而使焊接質(zhì)量嚴(yán)重下降，并影響攪拌頭的使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型結(jié)構(gòu)的臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，特別適用于焊接高熔點(diǎn)金屬。
[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便、制作容易、安全可靠、實(shí)用性強(qiáng)的臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，不僅實(shí)現(xiàn)攪拌頭的快速高效降溫，確保攪拌頭的使用強(qiáng)度穩(wěn)定，延長攪拌頭的使用壽命；而且采用內(nèi)嵌式降溫，不增加冷卻體積，保持外形規(guī)整；同時，提供氣體保護(hù)功能，提高適用范圍和焊接質(zhì)量，極具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，包括設(shè)置于摩擦焊機(jī)上的攪拌頭本體，位于攪拌頭本體底部的攪拌針，依次設(shè)置于攪拌頭本體的內(nèi)軸肩和外軸肩。
[0011]其中，所述攪拌頭本體的外表面間隔設(shè)置有若干個沿?cái)嚢桀^本體的軸長方向開槽的凹槽；所述凹槽內(nèi)設(shè)有封閉式的中空導(dǎo)熱管，所述中空導(dǎo)熱管的真空內(nèi)腔中填充有吸收式傳熱介質(zhì)；所述中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間設(shè)置有固定中空導(dǎo)熱管用的支撐件，并使得中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間形成供空氣流通的散熱腔；所述內(nèi)軸肩和外軸肩的軸長尺寸均小于凹槽的軸長尺寸使得散熱腔的上部與外界保持空氣貫通。
[0012]而且，所述外軸肩的外表面套裝有支撐板，所述支撐板的底面設(shè)置有圍繞外軸肩下端面分布并朝向焊接區(qū)域的若干個噴氣嘴，所述噴氣嘴由進(jìn)氣管輸入保護(hù)氣體。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述內(nèi)軸肩和外軸肩的側(cè)面開設(shè)有相貫通的通孔，所述通孔依次貫穿過內(nèi)軸肩和外軸肩后與凹槽的槽腔保持貫通。
[0014]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述通孔的孔壁設(shè)置有內(nèi)螺紋。
[0015]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述通孔均勻圍繞內(nèi)軸肩和外軸肩的下半部側(cè)面分布，通孔的孔徑自外軸肩外表面到凹槽方向呈漸變縮小。
[0016]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述內(nèi)軸肩可作上下運(yùn)動并繞軸旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)軸肩、夕卜軸肩內(nèi)側(cè)面、攪拌針外側(cè)和被焊工件表面之間于內(nèi)軸肩向上升起后形成有容積空間。
[0017]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述噴氣嘴與進(jìn)氣管之間設(shè)置有氣篩。
[0018]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述噴氣嘴為陶瓷材料制成。
[0019]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述中空導(dǎo)熱管采用鋼制材料。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果是:
[0021]1、通過于攪拌頭本體開設(shè)凹槽，將高溫通過內(nèi)設(shè)于凹槽的中空導(dǎo)熱管進(jìn)行快速高效傳導(dǎo)，以及通過散熱腔的高效空氣對流，使得傳熱方式集傳導(dǎo)和對流為一體，從而大幅提高傳熱性能和散熱能力，實(shí)現(xiàn)攪拌頭的快速高效降溫，可確保攪拌頭的使用強(qiáng)度穩(wěn)定、延長攪拌頭的使用壽命。
[0022]2、采用內(nèi)嵌式降溫結(jié)構(gòu)形式，不增加冷卻體積，保持結(jié)構(gòu)緊湊、外形規(guī)整；而且凹槽的設(shè)置，使得攪拌頭本體與內(nèi)軸肩的接觸面積大幅減少，可實(shí)現(xiàn)兩者相互運(yùn)動的摩擦阻力大大降低，從而延長攪拌頭本體與內(nèi)軸肩的使用壽命。
[0023]3、提供氣體保護(hù)功能，使攪拌摩擦焊接區(qū)域和焊接熱影響區(qū)域的金屬獲得良好保護(hù)，防止氧化和夾雜，提高焊接質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)焊接。
[0024]上述內(nèi)容僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了更清楚的了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為圖1中攪拌頭本體的A-A方向結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合說明書附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0028]如圖1及圖2所示，一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，包括設(shè)置于摩擦焊機(jī)上的攪拌頭本體1，位于攪拌頭本體1底部的攪拌針2，依次設(shè)置于攪拌頭本體1的內(nèi)軸肩3和外軸肩
4;所述攪拌頭本體1的外表面間隔設(shè)置有若干個沿?cái)嚢桀^本體1的軸長方向開槽的凹槽
5;所述凹槽5為U型槽，沿?cái)嚢桀^本體1的外表面等間隔分布有四個。
[0029]所述凹槽5內(nèi)設(shè)有封閉式的鋼制材料制成的中空導(dǎo)熱管51，所述中空導(dǎo)熱管51的真空內(nèi)腔中填充有吸收式傳熱介質(zhì)50 ;所述中空導(dǎo)熱管51的外管壁與凹槽5的槽壁之間設(shè)置有固定中空導(dǎo)熱管51用的支撐件52，并使得中空導(dǎo)熱管51的外管壁與凹槽5的槽壁之間形成供空氣流通的散熱腔53 ;所述內(nèi)軸肩3和外軸肩4的軸長尺寸均小于凹槽5的軸長尺寸使得散熱腔53的上部與外界保持空氣貫通。
[0030]所述外軸肩4的外表面套裝有支撐板6，所述支撐板6的底面設(shè)置有圍繞外軸肩4下端面分布并朝向焊接區(qū)域的若干個噴氣嘴7，所述噴氣嘴7由進(jìn)氣管8輸入保護(hù)氣體，從而提供氣體保護(hù)功能，使攪拌摩擦焊接區(qū)域和焊接熱影響區(qū)域的金屬獲得良好保護(hù)，防止氧化和夾雜，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)焊接。所述噴氣嘴7與進(jìn)氣管8之間設(shè)置有氣篩9。所述噴氣嘴7優(yōu)選為陶瓷材料制成。
[0031]所述內(nèi)軸肩3和外軸肩4的側(cè)面開設(shè)有相貫通的通孔30，所述通孔30依次貫穿過內(nèi)軸肩3和外軸肩4后與凹槽5的槽腔保持貫通，有助于為散熱腔53提供新的外界低溫空氣。所述通孔3的孔壁設(shè)置有內(nèi)螺紋(圖中未示出)，便于空氣沿著內(nèi)螺紋旋入；所述通孔30均勻圍繞內(nèi)軸肩3和外軸肩4的下半部側(cè)面分布，通孔30的孔徑自外軸肩4外表面到凹槽5方向呈漸變縮小，形成空氣的大量旋入后快速送入散熱腔53。
[0032]所述內(nèi)軸肩3可作上下運(yùn)動并繞軸旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)軸肩3、外軸肩4內(nèi)側(cè)面、攪拌針2外側(cè)和被焊工件10表面之間于內(nèi)軸肩3向上升起后形成有容積空間20。所述容積空間20用來存儲被攪拌針2攪拌擠出的塑性變形金屬，在焊接結(jié)束時通過內(nèi)軸肩3下降擠出存儲的金屬將匙孔填滿，實(shí)現(xiàn)無匙孔焊接，確保焊接質(zhì)量。
[0033]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，其特征在于:包括設(shè)置于摩擦焊機(jī)上的攪拌頭本體，位于攪拌頭本體底部的攪拌針，依次設(shè)置于攪拌頭本體的內(nèi)軸肩和外軸肩； 所述攪拌頭本體的外表面間隔設(shè)置有若干個沿?cái)嚢桀^本體的軸長方向開槽的凹槽；所述凹槽內(nèi)設(shè)有封閉式的中空導(dǎo)熱管，所述中空導(dǎo)熱管的真空內(nèi)腔中填充有吸收式傳熱介質(zhì)；所述中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間設(shè)置有固定中空導(dǎo)熱管用的支撐件，并使得中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間形成供空氣流通的散熱腔；所述內(nèi)軸肩和外軸肩的軸長尺寸均小于凹槽的軸長尺寸使得散熱腔的上部與外界保持空氣貫通； 所述外軸肩的外表面套裝有支撐板，所述支撐板的底面設(shè)置有圍繞外軸肩下端面分布并朝向焊接區(qū)域的若干個噴氣嘴，所述噴氣嘴由進(jìn)氣管輸入保護(hù)氣體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，其特征在于:所述內(nèi)軸肩和外軸肩的側(cè)面開設(shè)有相貫通的通孔，所述通孔依次貫穿過內(nèi)軸肩和外軸肩后與凹槽的槽腔保持貫通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，其特征在于:所述通孔的孔壁設(shè)置有內(nèi)螺紋。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，其特征在于:所述通孔均勻圍繞內(nèi)軸肩和外軸肩的下半部側(cè)面分布，通孔的孔徑自外軸肩外表面到凹槽方向呈漸變縮小。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，其特征在于:所述內(nèi)軸肩可作上下運(yùn)動并繞軸旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)軸肩、外軸肩內(nèi)側(cè)面、攪拌針外側(cè)和被焊工件表面之間于內(nèi)軸肩向上升起后形成有容積空間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，其特征在于:所述噴氣嘴與進(jìn)氣管之間設(shè)置有氣篩。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，其特征在于:所述噴氣嘴為陶瓷材料制成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，其特征在于:所述中空導(dǎo)熱管米用鋼制材料。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種臺式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，包括攪拌頭本體，位于攪拌頭本體底部的攪拌針，依次設(shè)置于攪拌頭本體的內(nèi)軸肩和外軸肩；攪拌頭本體的外表面間隔設(shè)置有若干個沿?cái)嚢桀^本體的軸長方向開槽的凹槽；凹槽內(nèi)設(shè)有封閉式的中空導(dǎo)熱管，中空導(dǎo)熱管的真空內(nèi)腔中填充有吸收式傳熱介質(zhì)；中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間設(shè)置有固定中空導(dǎo)熱管用的支撐件，并形成供空氣流通的散熱腔；外軸肩的外表面套裝有支撐板，支撐板的底面設(shè)置有圍繞外軸肩下端面分布并朝向焊接區(qū)域的若干個噴氣嘴，噴氣嘴由進(jìn)氣管輸入保護(hù)氣體。結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便、安全可靠，實(shí)現(xiàn)攪拌頭快速高效降溫，確保其使用強(qiáng)度穩(wěn)定和延長壽命；還提供氣體保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)焊接。
【IPC分類】B23K20/26, B23K20/12
【公開號】CN204975678
【申請?zhí)枴緾N201520699317
【發(fā)明人】趙欣, 楊洪剛, 蔡智亮, 沈金華, 谷國迎, 許雄, 李彥國, 谷斐, 郝存
【申請人】昆山斯格威電子科技有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月10日