[發明專利]一種套環式風冷雙軸肩攪拌摩擦裝置

有效

• 申請號: 201610119786.8
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105537755B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 高齊;陳書錦;孟斐然;魏曉鵬;方超;周揚;王鵬浩
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本發明涉及涉及一種套環式風冷雙軸肩攪拌摩擦裝置，屬于焊接領域。

背景技術

雙軸肩攪拌摩擦焊(Bobbin Tool Friction Stir Welding，簡稱BTFSW)是改進單軸肩攪拌摩擦焊的不足而衍生出來的新的焊接技術。雙軸肩攪拌摩擦焊除了具有普通攪拌摩擦焊技術的優點外，還可以焊接具有復雜形狀和特殊位置的工件；另外，由于雙軸肩攪拌摩擦焊攪拌頭上下兩個軸肩的特點，故產熱量更大可以焊接較厚的工件，同時還可以避免根部缺陷的出現。然而當前雙軸肩攪拌摩擦頭的設計中存在著軸肩距難控制、下軸肩散熱條件差等問題。

攪拌針與上軸肩采用一體式連接時，上軸肩更換困難并且在攪拌頭的制作成本相對較高。專利(201310157518.1)提出一種分體式雙軸肩攪拌摩擦焊是通過螺栓卡在攪拌針的臺階內同時利用上下螺母夾緊達到上下軸肩固定，這種可以單獨更換上下軸肩和攪拌針的攪拌頭從一定程度上降低了攪拌頭的成本，但是在焊前準備階段存在間距較難調節，誤差較大的問題；焊接過程中又會出現由于震動引起上下螺母松動導致上下軸間距發生變化的問題。

此外，采用雙軸肩攪拌摩擦焊時，上下軸肩同時摩擦工件產生熱量，若產生熱量較大，就容易產生飛邊和填充不足的問題。攪拌頭的上軸肩直接與機頭連接，可以起到一定的導熱作用，但是下軸肩體積小，下方無接觸散熱的部件，且通常都處在夾具的狹小空間內，向空氣中散熱的程度也有局限。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種套環式風冷雙軸肩攪拌摩擦裝置，通過調節上調節套環和下調節套環的相對攪拌針的位置，調節上軸肩和下軸肩之間的間距，保證實驗過程中軸肩距的一致性。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的一種套環式風冷雙軸肩攪拌摩擦裝置，包括上軸肩套筒、上軸肩、攪拌針和下軸肩，所述上軸肩套筒與上軸肩連接，所述攪拌針依次穿過上軸肩套筒、上軸肩和下軸肩，在下軸肩的下方的攪拌針上安裝有散熱風扇，攪拌針位于上軸肩和下軸肩之間的部分設有螺紋。

作為優選，所述上軸肩套筒的上端設有上圓形凹槽，上圓形凹槽內安裝有上調節套環，所述下軸肩套筒的下端設有下圓形凹槽，下圓形凹槽內安裝有下調節套環；所述攪拌針設有上定位臺階和下定位臺階，攪拌針的直徑介于上調節套環的內徑和外徑之間，下調節套環卡在下定位臺階上，攪拌針的直徑介于介于下調節套環的內徑和外徑之間。

作為優選，所述上軸肩套筒的下端設有方槽，所述上軸肩的上表面延伸有方頭，方頭插入到方槽中。

作為優選，所述攪拌針在螺紋與上定位臺階之間設有上固定平臺，上軸肩套筒和方頭上設有螺紋孔，螺紋孔中插入螺釘，螺釘的端部位于上固定平臺上。

作為優選，所述上調節套環和下調節套環均為兩個半圓環組成。

作為優選，所述攪拌針設有下固定臺階，下調節套環設有螺紋孔，螺紋孔內安裝有螺釘，螺釘的端部位于下固定臺階上。

有益效果：本發明的套環式風冷雙軸肩攪拌摩擦裝置，具有以下優點：

(1)上下軸肩之間的間距是由上調節套環和下調節套環的長度調節的，這種調節方式非常精準，可以保證實驗過程中軸肩距的一致性；

(2)調節套環的圓形結構可以減少攪拌針與軸肩之間的震動；

(3)散熱風扇與攪拌頭的旋轉速度一致，故轉速越大，散熱效果越好；

(4)該工具各部件均方便拆卸替換，提高材料的利用率，使得雙軸肩攪拌摩擦焊更綠色環保。

附圖說明

圖1為本裝置的結構示意圖。

圖2為本裝置的透視結構示意圖。

圖3為攪拌針的結構示意圖。

圖4為上軸肩套筒結構示意圖。

圖5上軸肩結構示意圖。

圖6為下軸肩結構示意圖。

圖7為散熱風扇的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖7所示，本發明的一種套環式風冷雙軸肩攪拌摩擦裝置，包括上軸肩套筒1、上軸肩2、攪拌針3和下軸肩4，所述上軸肩套筒1與上軸肩2連接，所述攪拌針3依次穿過上軸肩套筒1、上軸肩2和下軸肩4，在下軸肩4的下方的攪拌針3上安裝有散熱風扇5，攪拌針3位于上軸肩2和下軸肩4之間的部分設有螺紋。