[發(fā)明專利]一種利用循環(huán)水冷卻的攪拌摩擦焊接裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711306083.7
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN107999954A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊立志
• 申請（專利權(quán)）人: 楊立志
• 主分類號(hào): B23K20/12
• 分類號(hào): B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種利用循環(huán)水冷卻的攪拌摩擦焊接裝置，包括套筒，固定于所述套筒端部并可與套筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌頭，以及延伸至套筒內(nèi)部的輸送管，所述攪拌頭的頂部具有弧形凹面，所述弧形凹面上開有一沿?cái)嚢桀^軸向延伸的中心凹槽，所述攪拌頭上具有多個(gè)冷卻通道，所述冷卻通道的一端位于弧形凹面或中心凹槽內(nèi)，另一端位于攪拌頭的側(cè)壁，所述套筒上連接有用于收集冷卻水的水槽，還設(shè)置有進(jìn)水端延伸至所述水槽中的吸水管，所述輸送管上安裝有流量控制閥，所述吸水管的出水端連接循環(huán)水泵，所述循環(huán)水泵與所述輸送管連接。本發(fā)明利用內(nèi)部水冷，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)，有效的降低攪拌頭溫度，保證焊接質(zhì)量的可靠性，提高了攪拌頭壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種利用循環(huán)水冷卻的攪拌摩擦焊接裝置。

背景技術(shù)

攪拌摩擦焊是一種純機(jī)械的固相連接技術(shù)，具有焊接性能好、低缺陷、高強(qiáng)度以及環(huán)保等特點(diǎn)，特別適用于鋁合金、鎂合金等低熔點(diǎn)金屬材料的焊接，在船舶、汽車和航空航天等領(lǐng)制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是攪拌摩擦焊過程中產(chǎn)生了大量的摩擦熱及塑性變形熱，使焊接接頭晶粒組織粗化長大和一些強(qiáng)化相的溶解，從而產(chǎn)生熱軟化效應(yīng)，降低了焊接接頭的抗拉強(qiáng)度、顯微硬度等力學(xué)性能，導(dǎo)致接頭強(qiáng)度低于母材。

為了解決攪拌摩擦焊的熱軟化效應(yīng)，國內(nèi)外學(xué)者嘗試采用冷卻介質(zhì)對(duì)焊接過程中的工件進(jìn)行實(shí)時(shí)冷卻，通過水下進(jìn)行攪拌摩擦焊接，在一定程度上改善了焊接接頭強(qiáng)度、硬度等力學(xué)性能，弱化熱軟化效應(yīng)，提高了焊接接頭質(zhì)量。但在水直接接觸環(huán)境下會(huì)使焊接過程更加復(fù)雜，容易產(chǎn)生吸氫缺陷以及腐蝕，影響焊接接頭質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)攪拌摩擦焊過程中攪拌頭的冷卻問題，本發(fā)明提出一種利用循環(huán)水冷卻的攪拌摩擦焊接裝置，利用內(nèi)部水冷，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)，有效的降低攪拌頭溫度，保證焊接質(zhì)量的可靠性，提高了攪拌頭壽命。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種利用循環(huán)水冷卻的攪拌摩擦焊接裝置，包括套筒，固定于所述套筒端部并可與套筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌頭，以及延伸至套筒內(nèi)部的輸送管，所述攪拌頭的頂部具有弧形凹面，所述弧形凹面上開有一沿?cái)嚢桀^軸向延伸的中心凹槽，所述攪拌頭上具有多個(gè)冷卻通道，所述冷卻通道的一端位于弧形凹面或中心凹槽內(nèi)，另一端位于攪拌頭的側(cè)壁，所述套筒上連接有用于收集冷卻水的水槽，還設(shè)置有進(jìn)水端延伸至所述水槽中的吸水管，所述輸送管上安裝有流量控制閥，所述吸水管的出水端連接循環(huán)水泵，所述循環(huán)水泵與所述輸送管連接。

優(yōu)選地，所述冷卻通道與中心軸的夾角為30-60度。

優(yōu)選地，所述攪拌頭設(shè)置有臺(tái)肩，所述冷卻通道的出口位于臺(tái)肩的下方。

通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明攪拌摩擦頭上的弧形凹面用于限制冷卻水的流向，中心凹槽用于存儲(chǔ)一定的冷卻水，冷卻通道相對(duì)軸線傾斜布置且相對(duì)中心軸對(duì)稱分布，當(dāng)冷卻水在重力、氣流的作用接觸弧形凹面時(shí)，一部分冷卻水進(jìn)入冷卻通道、一部分冷卻水直接進(jìn)入中心凹槽中，對(duì)攪拌摩擦頭直接進(jìn)行冷卻；如果需要增強(qiáng)冷卻效果，可調(diào)節(jié)流量控制閥，增大水量；如果冷卻過度或中心凹槽儲(chǔ)水過多，可減小水量。設(shè)置的水槽可以收集冷卻水，吸水管可以將水槽中的水抽出，通過循環(huán)水泵使得冷卻水可以循環(huán)利用。

本發(fā)明通過冷卻水對(duì)攪拌摩擦頭的非焊接部位進(jìn)行冷卻，不僅降低了攪拌摩擦頭溫度，也降低了套筒、攪拌摩擦焊機(jī)機(jī)頭的溫度，改善了設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。對(duì)攪拌摩擦頭進(jìn)行冷卻不僅可以減輕高溫對(duì)攪拌摩擦頭的不利影響，還可間接控制焊接溫度場；設(shè)置的水槽和吸水管可以對(duì)冷卻水進(jìn)行回收，循環(huán)利用，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記：1、套筒；2、攪拌頭；3、輸送管；4、中心凹槽；5、冷卻通道；6、流量控制閥；7、水槽；8、吸水管；9、循環(huán)水泵。

具體實(shí)施方式