[發明專利]一種應用于攪拌摩擦焊的冷卻裝置

有效

• 申請號: 201710767333.0
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107486622B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 蘇春建;曹高華;袁鳳如;楊龍允;孔偉進;梅林強
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 37252 青島智地領創專利代理有限公司
• 代理人: 陳海濱

本發明公開了一種應用于攪拌摩擦焊的冷卻裝置，包括一級主體及二級主體，所述一級主體為兩端敞口的等截面的圓筒結構，二級主體為喇叭狀的圓筒結構且位于一級主體的一端。所述二級主體的收口端，與一級主體的對應端固定相連成一體，二級主體的擴口端遠離一級主體。所述一級主體的外側壁上布置有多個進風罩，進風罩為凸起于一級主體外壁上的殼狀結構，各進風罩的同一側均開有進風口。一級主體的內壁上設有螺旋環繞的第一風速導槽，二級主體的內壁上設有螺旋環繞的第二風速導槽。本發明結構簡單合理，制造成本低，使用及拆裝方便，不需要增加額外動力，氣動效果好，冷卻效率高，有效保證焊接質量，延長攪拌頭的壽命。

技術領域

本發明涉及焊接設備技術領域，具體涉及一種應用于攪拌摩擦焊的冷卻裝置。

背景技術

攪拌摩擦焊是目前的一種新型金屬固相連接技術，利用工件端面相互運動、相互摩擦所產生的熱，使端部達到熱塑性狀態，然后迅速頂鍛，完成焊接的一種方法，由于其生產效率高，質量好獲得了廣泛的工程應用。在焊接過程中，攪拌針在旋轉的同時伸入工件的接縫中，旋轉攪拌軸(主要是軸肩)與工件之間的摩擦熱，使焊頭前面的材料發生強烈塑性變形，然后隨著焊頭的移動，高度塑性變形的材料逐漸沉積在旋轉攪拌軸的背后，從而形成攪拌摩擦焊焊縫。

但目前的攪拌摩擦焊存在以下問題：第一，在攪拌摩擦焊焊接薄板的過程中，由于劇烈的攪拌摩擦作用，軸肩與被焊工件間產熱過高，被焊工件接頭處容易產生晶粒粗化，導致接頭力學性能直線下降從而影響了焊縫形成。第二，在攪拌摩擦焊焊接厚板過程中，產熱主要表現于軸肩與上表面區，導致工件厚度方向上溫度梯度過大，同時由于攪拌針溫度過高，焊接過程中易發生磨損甚至折斷。第三，旋轉攪拌軸的軸肩溫度過高容易將熱量沿主動軸傳遞，造成攪拌摩擦焊內部溫度過高從而損壞旋轉攪拌軸。

因此，攪拌摩擦焊的冷卻是必要的，常規的對于攪拌摩擦焊的冷卻是水冷、冷卻液、風冷以及其他裝置，然而這些都需要外加電源來進行驅動制冷，極大的浪費了能源并且還需要對消耗的冷卻介質進行補充，并且這些冷卻結構是復雜的，甚至有些要對攪拌摩擦焊進行重新設計內部結構，不具備普遍實用性。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的在于提出一種應用于攪拌摩擦焊的冷卻裝置，解決攪拌摩擦焊過程中對于旋轉攪拌軸降溫效果差，降溫結構復雜且成本高的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種應用于攪拌摩擦焊的冷卻裝置，包括一級主體及二級主體，所述一級主體為兩端敞口的等截面的圓筒結構，二級主體為喇叭狀的圓筒結構且位于一級主體的一端。所述二級主體的收口端，與一級主體的對應端固定相連成一體，二級主體的擴口端遠離一級主體。所述一級主體的外側壁上布置有多個進風罩，進風罩為凸起于一級主體外壁上的殼狀結構，各進風罩的同一側均開有進風口。一級主體的內壁上設有螺旋環繞的第一風速導槽，二級主體的內壁上設有螺旋環繞的第二風速導槽。

優選地，所述一級主體的軸線與二級主體的軸線重合，一級主體的內徑與二級主體的收口端的內徑相等。

優選地，多個進風罩呈環形陣列排布在一級主體側壁上，一級主體的側壁對應每個進風罩的位置，均開有一進風孔。

優選地，各進風罩的進風口均位于一級主體轉動方向的一側，且通過其對應的進風孔與一級主體的內部相通。

優選地，所述一級主體與二級主體的銜接處設有3～6個葉片，所有葉片呈環形均勻固定于上述銜接處的內壁。

優選地，所述一級主體遠離二級主體的一端的內側，固定安裝有環形布置的多個連接塊。

優選地，所有進風孔的其中一部分位于一級主體內側的一端，落入第一風速導槽內。

優選地，一級主體和二級主體均由金屬制成。