一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焊接設(shè)備，特別是涉及一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦焊是一種以摩擦熱為熱源的現(xiàn)代金屬固相熱壓焊方法，即把兩種焊件的結(jié)合面作相對(duì)高速運(yùn)動(dòng)，借助于摩擦熱使接觸部分達(dá)到塑性狀態(tài)，再經(jīng)加壓而連接成一體的一種工藝方法。它是一個(gè)包含著熱、力、冶金、傳質(zhì)極其相互作用的復(fù)雜過程。摩擦焊方法以其工藝過程穩(wěn)定、焊接質(zhì)量高、廣泛的可焊性、生產(chǎn)效率高、成本低廉，而被廣泛應(yīng)用在航空、航天、核能、海洋開發(fā)等高技術(shù)領(lǐng)域及電力、機(jī)械制造、石油鉆探、汽車制造等產(chǎn)業(yè)部門。
[0003]摩擦焊主要根據(jù)工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式和工藝特點(diǎn)進(jìn)行分類，按工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式可分為:連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊、慣性摩擦焊、攪拌摩擦焊、相位摩擦焊、徑向摩擦焊、線性摩擦焊、軌跡摩擦焊和嵌入摩擦焊等等。其中，攪拌摩擦焊焊接過程無飛濺、無煙塵、無氣孔、無夾渣，不需要填充材料，能耗低，對(duì)環(huán)境無污染，是一種理想的綠色連接技術(shù)。
[0004]在點(diǎn)焊焊接過程中，攪拌頭在固定位置形成點(diǎn)焊接頭從而實(shí)現(xiàn)上下板之間的連接；該過程主要包括三個(gè)階段，即攪拌頭壓入過程、連接過程和攪拌頭回撤過程。
[0005]然而目前，在攪拌摩擦點(diǎn)焊的研究主要集中在鋁合金方面，包括焊接工藝參數(shù)(攪拌頭旋轉(zhuǎn)頻率、停留時(shí)間和壓入深度等)以及攪拌頭形狀(包括攪拌針、軸肩幾何尺寸及形狀等)對(duì)接頭微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響，很少涉及裝置的高溫冷卻問題。
[0006]尤其在焊接高熔點(diǎn)金屬時(shí)，為了增加熱量輸入和焊接效率而增大攪拌頭的下壓力和轉(zhuǎn)速，會(huì)使攪拌頭溫度急速上升，使攪拌頭高溫而強(qiáng)度降低，不僅加劇攪拌頭的磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致攪拌頭的攪拌針斷裂，而使焊接質(zhì)量嚴(yán)重下降，并影響攪拌頭的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型結(jié)構(gòu)的攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，特別適用于焊接高熔點(diǎn)金屬。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便、制作容易、安全可靠、實(shí)用性強(qiáng)的攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，不僅實(shí)現(xiàn)攪拌頭的快速高效降溫，確保攪拌頭的使用強(qiáng)度穩(wěn)定，延長攪拌頭的使用壽命；而且采用內(nèi)嵌式降溫，不增加體積，具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，包括設(shè)置于摩擦焊機(jī)上的攪拌頭本體和位于攪拌頭本體底部的攪拌針，所述攪拌頭本體的外表面間隔設(shè)置有若干個(gè)沿?cái)嚢桀^本體的軸長方向開槽的凹槽。
[0010]其中，所述凹槽內(nèi)設(shè)有封閉式的中空導(dǎo)熱管，所述中空導(dǎo)熱管的真空內(nèi)腔中填充有吸收式傳熱介質(zhì)；所述中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間設(shè)置有固定中空導(dǎo)熱管用的支撐件，并使得中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間形成供空氣流通的散熱腔。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:還包括依次設(shè)置于攪拌頭本體的內(nèi)軸肩和外軸肩，內(nèi)軸肩和外軸肩的軸長尺寸均小于凹槽的軸長尺寸使得散熱腔的上部與外界保持空氣貫通；所述內(nèi)軸肩可作上下運(yùn)動(dòng)并繞軸旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)軸肩、外軸肩內(nèi)側(cè)面、攪拌針外側(cè)和被焊工件表面之間于內(nèi)軸肩向上升起后形成有容積空間。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器深埋于攪拌頭本體內(nèi)、一端連接有溫度數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、另一端延伸入攪拌頭本體的底部并靠近攪拌針與攪拌頭本體的連接處。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述凹槽等間隔分布有四個(gè)。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述凹槽為U型槽。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述中空導(dǎo)熱管的底部熱端伸入凹槽軸向底部槽壁、并通過焊接固定。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述吸收式傳熱介質(zhì)為溴化鋰溶液。
[0017]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述攪拌針通過快速接頭安裝于攪拌頭本體的底部。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
通過于攪拌頭本體開設(shè)凹槽，將高溫通過內(nèi)設(shè)于凹槽的中空導(dǎo)熱管進(jìn)行快速高效傳導(dǎo)，以及通過散熱腔的高效空氣對(duì)流，使得傳熱方式集傳導(dǎo)和對(duì)流為一體，從而大幅提高傳熱性能和散熱能力，實(shí)現(xiàn)攪拌頭的快速高效降溫，可確保攪拌頭的使用強(qiáng)度穩(wěn)定、延長攪拌頭的使用壽命；并且采用內(nèi)嵌式降溫結(jié)構(gòu)形式，不增加體積，使得結(jié)構(gòu)緊湊、外形規(guī)整。另夕卜，凹槽的設(shè)置，使得攪拌頭本體與內(nèi)軸肩的接觸面積大幅減少，從而實(shí)現(xiàn)兩者相互運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力大大降低，同時(shí)延長攪拌頭本體與內(nèi)軸肩的使用壽命。
[0019]上述內(nèi)容僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了更清楚的了解本發(fā)明的技術(shù)手段，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中攪拌頭本體的A-A方向結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 下面結(jié)合說明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0022]如圖1及圖2所示，一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，包括設(shè)置于摩擦焊機(jī)上的攪拌頭本體I和位于攪拌頭本體I底部的攪拌針2，所述攪拌頭本體I的外表面間隔設(shè)置有若干個(gè)沿?cái)嚢桀^本體I的軸長方向開槽的凹槽3 ;所述凹槽3為U型槽，沿?cái)嚢桀^本體I的外表面等間隔分布有四個(gè)。
[0023]所述凹槽3內(nèi)設(shè)有封閉式的中空導(dǎo)熱管31，所述中空導(dǎo)熱管31的真空內(nèi)腔中填充有吸收式傳熱介質(zhì)30，比如填充溴化鋰溶液；所述中空導(dǎo)熱管31的底部熱端伸入凹槽3軸向底部槽壁、并通過焊接固定。
[0024]所述中空導(dǎo)熱管31的外管壁與凹槽3的槽壁之間設(shè)置有固定中空導(dǎo)熱管31用的支撐件32，并使得中空導(dǎo)熱管31的外管壁與凹槽3的槽壁之間形成供空氣流通的散熱腔33ο
[0025]還包括依次設(shè)置于攪拌頭本體I的內(nèi)軸肩4和外軸肩5，內(nèi)軸肩4和外軸肩5的軸長尺寸均小于凹槽3的軸長尺寸使得散熱腔33的上部與外界保持空氣貫通；所述內(nèi)軸肩4可作上下運(yùn)動(dòng)并繞軸旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)軸肩4、外軸肩5內(nèi)側(cè)面、攪拌針2外側(cè)和被焊工件10表面之間于內(nèi)軸肩3向上升起后形成有容積空間20。所述容積空間20用來存儲(chǔ)被攪拌針2攪拌擠出的塑性變形金屬，在焊接結(jié)束時(shí)通過內(nèi)軸肩3下降擠出存儲(chǔ)的金屬將匙孔填滿，實(shí)現(xiàn)無匙孔焊接，確保焊接質(zhì)量。
[0026]還包括溫度傳感器6，所述溫度傳感器6深埋于攪拌頭本體I內(nèi)、一端連接有溫度數(shù)據(jù)無線傳輸模塊7、另一端延伸入攪拌頭本體I的底部并靠近攪拌針2與攪拌頭本體I的連接處。通過溫度傳感器6的溫度采集，和溫度數(shù)據(jù)無線傳輸模塊7的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)嚢桀^本體I的溫度變化，有利于更好地判斷設(shè)備繼續(xù)使用或停機(jī)。
[0027]所述攪拌針2通過快速接頭8安裝于攪拌頭本體I的底部，方便單獨(dú)進(jìn)行攪拌針2的更換，可節(jié)約成本，提高裝配效率。
[0028]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于:包括設(shè)置于摩擦焊機(jī)上的攪拌頭本體和位于攪拌頭本體底部的攪拌針，所述攪拌頭本體的外表面間隔設(shè)置有若干個(gè)沿?cái)嚢桀^本體的軸長方向開槽的凹槽； 所述凹槽內(nèi)設(shè)有封閉式的中空導(dǎo)熱管，所述中空導(dǎo)熱管的真空內(nèi)腔中填充有吸收式傳熱介質(zhì)；所述中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間設(shè)置有固定中空導(dǎo)熱管用的支撐件，并使得中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間形成供空氣流通的散熱腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于:還包括依次設(shè)置于攪拌頭本體的內(nèi)軸肩和外軸肩，內(nèi)軸肩和外軸肩的軸長尺寸均小于凹槽的軸長尺寸使得散熱腔的上部與外界保持空氣貫通； 所述內(nèi)軸肩可作上下運(yùn)動(dòng)并繞軸旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)軸肩、外軸肩內(nèi)側(cè)面、攪拌針外側(cè)和被焊工件表面之間于內(nèi)軸肩向上升起后形成有容積空間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于:還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器深埋于攪拌頭本體內(nèi)、一端連接有溫度數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、另一端延伸入攪拌頭本體的底部并靠近攪拌針與攪拌頭本體的連接處。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于:所述凹槽等間隔分布有四個(gè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于:所述凹槽為U型槽。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于:所述中空導(dǎo)熱管的底部熱端伸入凹槽軸向底部槽壁、并通過焊接固定。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于:所述吸收式傳熱介質(zhì)為溴化鋰溶液。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于:所述攪拌針通過快速接頭安裝于攪拌頭本體的底部。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種攪拌摩擦點(diǎn)焊機(jī)，包括設(shè)置于摩擦焊機(jī)上的攪拌頭本體和位于攪拌頭本體底部的攪拌針，攪拌頭本體的外表面間隔設(shè)置有若干個(gè)沿?cái)嚢桀^本體的軸長方向開槽的凹槽；凹槽內(nèi)設(shè)有封閉式的中空導(dǎo)熱管，中空導(dǎo)熱管的真空內(nèi)腔中填充有吸收式傳熱介質(zhì)；中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間設(shè)置有固定中空導(dǎo)熱管用的支撐件，并使得中空導(dǎo)熱管的外管壁與凹槽的槽壁之間形成供空氣流通的散熱腔。結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便、制作容易、安全可靠、實(shí)用性強(qiáng)，不僅實(shí)現(xiàn)攪拌頭的快速高效降溫，確保其使用強(qiáng)度穩(wěn)定和延長壽命；而且采用內(nèi)嵌式降溫，在不增加體積的基礎(chǔ)上，減少攪拌頭本體與內(nèi)軸肩的接觸面積，實(shí)現(xiàn)降低摩擦阻力，延長兩者的使用壽命。
【IPC分類】B23K20/12
【公開號(hào)】CN105108310
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510573339
【發(fā)明人】趙欣, 楊洪剛, 蔡智亮, 沈金華, 谷國迎, 許雄, 李彥國, 谷斐, 郝存
【申請(qǐng)人】昆山斯格威電子科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月10日