[實用新型]一種具備冷卻效果的攪拌摩擦焊接的裝置

有效

• 申請號: 201720976083.7
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN207104090U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 彭光健;嚴奇;孫義恒;張泰華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26;B23K37/04
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 王利強,李百玲

技術領域

本實用新型屬金屬材料加工領域，涉及一種具備冷卻效果的攪拌摩擦焊接的裝置。

背景技術

攪拌摩擦焊是一種純機械的固相連接技術，具有焊接性能好、低缺陷、高強度以及環保等特點，特別適用于鋁合金、鎂合金等低熔點金屬材料的焊接，在船舶、汽車和航空航天等領制造領域具有廣闊的應用前景。但是攪拌摩擦焊過程中產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化相的溶解，從而產生熱軟化效應，降低了焊接接頭的抗拉強度、顯微硬度等力學性能，導致接頭強度低于母材。

為了解決攪拌摩擦焊的熱軟化效應，國內外學者嘗試采用冷卻介質對焊接過程中的工件進行實時冷卻，通過水下進行攪拌摩擦焊接，在一定程度上改善了焊接接頭強度、硬度等力學性能，弱化熱軟化效應，提高了焊接接頭質量。但在水直接接觸環境下會使焊接過程更加復雜，容易產生吸氫缺陷以及腐蝕，影響焊接接頭質量。

發明內容

為解決常規攪拌摩擦焊產生的熱軟化效應和避免水浸攪拌摩擦焊引起的吸氫、腐蝕的影響，本實用新型提供一種可在持續冷卻作用下進行攪拌的具備冷卻效果的攪拌摩擦焊接的裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種具備冷卻效果攪拌摩擦焊接的裝置，包括被焊接材料、底板、固定壓板、主擋板、側擋板和攪拌頭，所述被焊接材料設置有兩塊，兩塊被焊接材料相互對接的布置在底板上，每塊被焊接材料在與另一塊被焊接材料對接的一端分別通過固定壓板壓牢，所述固定壓板的前后兩端分別通過固定螺栓固定在底板上，每塊被焊接材料的另一端分別通過夾具定位；兩塊固定壓板相對的一側分別設有主擋板，所述主擋板的下端通過緊定螺釘鎖緊在固定壓板上，所述主擋板的上部設置為用于阻擋冷卻液的弧形，兩塊主擋板的弧形部的凹面分別朝向被焊接材料布置，兩塊主擋板的前后兩端分別設有側擋板，所述側擋板為弧形，兩塊側擋板的弧形部的凹面均朝向被焊接材料布置且其左右兩端可拆卸的安裝在兩塊主擋板上；

兩塊固定壓板之間設有攪拌區，兩塊主擋板與兩塊側擋板將攪拌區圍起，所述攪拌頭布置在攪拌區內；

所述固定壓板與被焊接材料之間設有用于防止冷卻液流入攪拌區的密封墊片，所述底板在沿著焊接方向上開有用于冷卻液流過并貫穿的孔洞；

在攪拌摩擦焊接過程中，冷卻液噴射機構將冷卻液噴射到兩塊主擋板的凹面側上，同時冷卻液也會在底板的孔洞中流通。

進一步，所述側擋板的下端面與底板接觸，所述側擋板的左右兩端面與被焊接材料接觸；所述主擋板在凸側面一側的前后兩端分別設有卡環和卡塊，所述側擋板的左右兩端分別設有卡鉤，所述卡鉤穿過卡環并卡鉤在卡塊上。

再進一步，所述密封墊片為可承受高溫的硅膠墊片或柔性石墨墊片。

本實用新型的有益效果主要表現在：

在攪拌摩擦焊接過程中，主擋板、固定壓板和密封墊片通過螺栓固定在攪拌區兩側的被焊接材料上，遠離攪拌區的被焊接材料邊角附近安裝有夾具，保證焊材被焊接材料各個方向自由度得到約束；焊接過程中冷卻液隨攪拌頭移動噴射在主擋板或被焊接材料上，同時冷卻液流經底板的孔洞，以此冷卻液在不接觸攪拌區的前提下達到冷卻被焊接材料的作用。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型的裝配示意圖。

圖3為本實用新型的俯視圖。

圖4為本實用新型的側擋板與主擋板配合示意圖。

圖5為本實用新型的夾具示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。

參照圖1～圖5，一種具備冷卻效果攪拌摩擦焊接的裝置，包括被焊接材料2、底板1、固定壓板4、主擋板5、側擋板6和攪拌頭9，所述被焊接材料2設置有兩塊，兩塊被焊接材料相互對接的布置在底板1上，每塊被焊接材料在與另一塊被焊接材料對接的一端分別通過固定壓板4壓牢，所述固定壓板4的前后兩端分別通過固定螺栓10固定在底板1上，每塊被焊接材料的另一端分別通過夾具 7定位；兩塊固定壓板相對的一側分別設有主擋板5，所述主擋板5的下端通過緊定螺釘8鎖緊在固定壓板4上，所述主擋板5的上部設置為用于阻擋冷卻液的弧形，兩塊主擋板的弧形部的凹面分別朝向被焊接材料布置，兩塊主擋板的前后兩端分別設有側擋板，所述側擋板6為弧形，兩塊側擋板的弧形部的凹面均朝向被焊接材料布置且其左右兩端可拆卸的安裝在兩塊主擋板上；

兩塊固定壓板之間設有攪拌區，兩塊主擋板與兩塊側擋板將攪拌區圍起，所述攪拌頭9布置在攪拌區內；