[發(fā)明專(zhuān)利]一種間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)雙軸肩攪拌頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510638566.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105171230B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 張立華
• 主分類(lèi)號(hào): B23K20/12
• 分類(lèi)號(hào): B23K20/12;B23K20/16
• 代理公司: 沈陽(yáng)晨創(chuàng)科技專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 張致仁

本發(fā)明公開(kāi)了一種間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)雙軸肩攪拌頭，所述間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)雙軸肩攪拌頭構(gòu)成如下：攪拌頭主體、上軸肩、攪拌針、下軸肩、彈簧、軸承和底盤(pán)；所述攪拌頭主體與動(dòng)力設(shè)備相連接，攪拌針通過(guò)上軸肩與攪拌頭主體的下端固定相連，所述間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)雙軸肩攪拌頭使上軸肩旋轉(zhuǎn)而下軸肩不旋轉(zhuǎn)，并且上下軸肩間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)，這樣不但減少了軸肩與母材摩擦產(chǎn)生的熱輸入，提高了焊縫的力學(xué)性能，而且避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的雙軸肩攪拌頭軸肩夾持力過(guò)大而使焊接過(guò)程中產(chǎn)生大量的飛邊和毛刺。既提高了車(chē)體拼裝后的整體質(zhì)量，又大大減少了修補(bǔ)焊接缺陷所消耗的工時(shí)，由此引發(fā)制造成本的降低，對(duì)于高鐵走出國(guó)門(mén)邁向世界具有重大意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域攪拌頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用，特別提供了一種間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)雙軸肩攪拌頭。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著高鐵技術(shù)的引進(jìn)，我國(guó)已經(jīng)成為世界上為數(shù)不多的能夠自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)高速鐵路軌道客車(chē)的國(guó)家，爭(zhēng)奪世界高鐵訂單的份額已提升到國(guó)家層面，而高鐵的質(zhì)量與安全性是國(guó)與國(guó)之間在競(jìng)爭(zhēng)中能否拿下訂單的先決條件。

由于目前國(guó)內(nèi)制造技術(shù)比較保守，高鐵車(chē)廂車(chē)體大部分的長(zhǎng)直焊縫依然采用傳統(tǒng)的MIG焊接，小部件采用攪拌摩擦焊接，焊縫的力學(xué)性能相比于母材有很大差距，因此焊縫的力學(xué)性能有較大的提升空間。攪拌摩擦焊接技術(shù)較傳統(tǒng)的弧焊相比，焊縫的力學(xué)性能有很大改善。通過(guò)對(duì)于傳統(tǒng)意義上的單軸肩及雙軸肩攪拌頭焊接試驗(yàn)的研究，在相同的焊接參數(shù)下單軸肩攪拌頭相比于雙軸肩攪拌頭焊接后焊縫的力學(xué)性能高很多，并且微觀組織結(jié)構(gòu)得到改善，雙軸肩攪拌頭焊接后產(chǎn)生大量飛邊和毛刺。而對(duì)于高鐵車(chē)廂鋁合金型材的焊接，單軸肩攪拌頭達(dá)不到制造工藝要求，對(duì)于這類(lèi)型材的焊接只能使用雙軸肩攪拌頭。因此如何將雙軸肩攪拌頭和單軸肩攪拌頭各自的優(yōu)點(diǎn)整合到一起勢(shì)在必行。

人們迫切希望獲得一種技術(shù)效果優(yōu)良的間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)雙軸肩攪拌頭。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果優(yōu)良的間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)雙軸肩攪拌頭。應(yīng)用于高鐵鋁合金車(chē)體的焊接，特別適用于高鐵鋁合金車(chē)體擠壓型材長(zhǎng)直焊縫的對(duì)焊焊接。

所述間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)雙軸肩攪拌頭構(gòu)成如下：攪拌頭主體1、上軸肩2、攪拌針3、下軸肩4、彈簧5、軸承6和底盤(pán)7；所述攪拌頭主體1通過(guò)鍵槽與動(dòng)力設(shè)備相連接，攪拌針3通過(guò)上軸肩2與攪拌頭主體1的下端固定相連，成為一體結(jié)構(gòu)，攪拌針3的下端設(shè)置有螺紋結(jié)構(gòu)，所述底盤(pán)7整體為銷(xiāo)釘型結(jié)構(gòu)件，底盤(pán)7的桿狀結(jié)構(gòu)上端加工有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，攪拌針3與底盤(pán)7通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)相連接，下軸肩4的內(nèi)部設(shè)置有T型的凹槽結(jié)構(gòu)，下軸肩4通過(guò)T型的凹槽結(jié)構(gòu)41套在攪拌針3上，軸承6套在底盤(pán)7上，彈簧5的一端連接在軸承6的凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，彈簧5的另一端連接在軸承6上部。

所述攪拌針根部設(shè)置的正方形或長(zhǎng)方形截面數(shù)量為三個(gè)，三個(gè)正方形或長(zhǎng)方形截面以攪拌針軸心為對(duì)稱(chēng)軸，呈120°相互間隔。所述正方形或長(zhǎng)方形截面到圓心距離為2.6mm。

所述上軸肩2與母材接觸的端面設(shè)置有順時(shí)針?lè)较虻穆菪伟疾邸Ｔ诤附舆^(guò)程中攪拌鋁合金金屬，改變塑形金屬的流動(dòng)狀態(tài)。

所述下軸肩4和底盤(pán)7采用普通低合金鋼，利用數(shù)控機(jī)床加工。所述間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)雙軸肩攪拌頭中的彈簧及軸承易購(gòu)買(mǎi)，價(jià)格低。攪拌頭主體1，上軸肩2及攪拌針3應(yīng)采用綜合力學(xué)性能好的H13鋼，其外形簡(jiǎn)單，容易加工。

所述間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)雙軸肩攪拌頭應(yīng)用于高鐵鋁合金車(chē)體長(zhǎng)直焊縫焊接，焊接過(guò)程中攪拌頭上下軸肩的間隙可自動(dòng)適應(yīng)板材的厚度，大大減少了由于軸肩夾持力過(guò)大而導(dǎo)致的焊接飛濺。在上軸間作用于母材上表面旋轉(zhuǎn)摩擦的同時(shí)，下軸肩并不旋轉(zhuǎn)，大大減少了焊接熱輸入，極大的提高了焊接產(chǎn)品的力學(xué)性能。