[發明專利]一種攪拌摩擦頭水冷裝置及方法

在審

• 申請號: 201710099688.7
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106735856A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 陳書錦;汪棣;李瑞峰;石明霄;胥國祥
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 竇賢宇

1.一種攪拌摩擦頭水冷裝置，其特征在于，包括：

套筒，該套筒上下兩端均開口；

攪拌摩擦頭，該攪拌摩擦頭的下端設有攪拌針，上段位于所述套筒內，并與套筒固定連接；所述攪拌摩擦頭上段的豎直軸向設有一中心孔，該中心孔止于所述攪拌針的上端；在所述攪拌摩擦頭下段側壁設有多個冷卻水道，所述多個冷卻水道與中心孔連通；

輸送管，所述輸送管下端與攪拌摩擦頭上端固定連接，且輸送管與所述攪拌摩擦頭的中心孔連通；所述輸送管上段通過直線軸承與套筒連接，所述直線軸承下端與所述攪拌摩擦頭上端設有間隙；

自由水管，設于所述輸送管的上方，與輸送管連通；

U型收集器，所述攪拌摩擦頭下端被該U型收集器包圍，U型收集器的開口方向朝向所述多個冷卻水道，U型收集器的底部邊緣設有出水口。

2.根據權利要求1所述的一種攪拌摩擦頭水冷裝置，其特征在于，所述冷卻水道沿攪拌摩擦頭徑向水平設置，或向下傾斜設置；所述冷卻水道沿攪拌摩擦頭軸向設置多組，沿周向均勻排布，最下面一組與中心孔的底部連通。

3.根據權利要求1所述的一種攪拌摩擦頭水冷裝置，其特征在于，所述輸送管下端與攪拌摩擦頭上端通過螺紋連接，且輸送管底部接觸面設有高溫密封墊。

4.根據權利要求1所述的一種攪拌摩擦頭水冷裝置，其特征在于，所述攪拌摩擦頭上段與套筒通過螺釘固定連接或是通過螺紋連接。

5.根據權利要求1所述的一種攪拌摩擦頭水冷裝置，其特征在于，所述攪拌摩擦頭側壁設有凸臺或凸塊，所述多個冷卻水道的出口低于所述凸臺或凸塊。

6.根據權利要求1所述的一種攪拌摩擦頭水冷裝置，其特征在于，所述自由水管的口徑小于所述輸送管的口徑；所述多個冷卻水道的直徑范圍為3～4mm。

7.一種基于權利要求1至6任一項所述的攪拌摩擦頭水冷裝置的水冷方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)預熱階段：關閉冷卻水，啟動焊機主電機，使攪拌摩擦頭旋轉，對攪拌摩擦頭進行預熱；

(b)冷卻階段：

(i)焊接開始，打開冷卻水，使冷卻水經輸送管流入攪拌摩擦頭的中心孔，對攪拌摩擦頭的上部進行冷卻；

(ii)冷卻水自然流入冷卻水道，并進一步對攪拌摩擦頭的上部冷卻；

(iii)冷卻水在旋轉的攪拌摩擦頭的作用下產生離心運動，順著冷卻水道甩出攪拌摩擦頭的本體，進入U形收集器，并由出水口流出；

(c)停止階段：停止焊接時，當攪拌摩擦頭開始提升并離開工件時，關閉冷卻水；當出水口不再流出冷卻水后，關閉主電機。

8.一種攪拌摩擦頭水冷裝置，其特征在于，包括中空的套筒，一端延伸至套筒內并與套筒固定連接的攪拌摩擦頭，延伸至套筒中并與攪拌摩擦頭螺接的輸送管，與輸送管連通的自由水管，以及環繞在攪拌摩擦頭周圍的U型收集器；

攪拌摩擦頭具有沿其長度方向延伸的中心孔和一端與中心孔連通，一端延伸至攪拌摩擦頭外壁的多個冷卻水道；所述U型收集器可覆蓋冷卻水道的出水口；所述輸送管與攪拌摩擦頭之間設置有高溫密封圈；所述輸送管上套接有直線軸承；輸送管與中心孔連通。

9.如權利要求8所述的攪拌摩擦頭水冷裝置，其特征在于，所述冷卻水道沿攪拌摩擦頭中心軸的周向均勻分布且沿攪拌摩擦頭徑向水平或傾斜向下延伸至攪拌摩擦頭的外壁。

10.如權利要求8所述的攪拌摩擦頭水冷裝置，其特征在于，所述攪拌摩擦頭的旋向與輸送管旋入攪拌摩擦頭的旋向相反。