[发明专利]用于通过多轴环组件在高温下夹紧工具材料的旋转保持装置

权利要求书

1.一种用于提供在高温下具有改进性能的摩擦搅拌焊工具的系统，所述系统包括：

柱状杆；

柱状摩擦搅拌焊(FSW)末端，所述柱状摩擦搅拌焊(FSW)末端布置在所述杆的工作端上；

内轴环，所述内轴环围绕所述FSW末端的一部分接合；以及

外轴环，所述外轴环围绕所述内轴环和所述杆的至少一部分接合，以由此当所述内轴环因受热膨胀时使所述内轴环靠着所述FSW末端向内压缩。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括至少一个热障，所述至少一个热障在所述内轴环中产生热梯度。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述系统进一步包括布置在所述FSW末端和所述内轴环之间的第一热障。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统进一步包括布置在所述内轴环和所述外轴环之间的第二热障。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述内轴环包括第一材料，所述第一材料与用于所述外轴环的第二材料相比以更高的速率膨胀。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括通过所述内轴环的至少一个间隙，其中，所述至少一个间隙减少所述内轴环在所述FSW末端上的压缩。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括用于冷却所述外轴环以使得由于受热所述外轴环比所述内轴环膨胀得慢的方式。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述用于冷却外轴环的方式选自下述冷却方式的组，所述冷却方式的组包括：主动冷却、被动冷却、在所述内轴环和所述外轴环中使用不同的材料、以及使用干涉配合。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括加热元件，所述加热元件联接于所述内轴环，以由此使所述内轴环的加热能够促进所述内轴环在所述FSW末端上的压缩。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括至少一个附加轴环，所述至少一个附加轴环布置在所述内轴环和所述外轴环之间，其中，所述至少一个附加轴环起到热障的作用，以增大在所述内轴环和所述外轴环之间的温度梯度。

11.一种用于提供摩擦搅拌焊工具在高温下的改进性能的方法，所述方法包括下列步骤：

1)提供：柱状杆、布置在所述杆的工作端上的柱状摩擦搅拌焊(FSW)末端、围绕所述FSW末端的一部分接合的内轴环以及围绕所述内轴环和所述杆的至少一部分接合的外轴环；以及

2)当所述内轴环因受热膨胀时，靠着所述FSW末端从所述内轴环施加压缩力。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法进一步包括提供热障的步骤，所述热障有助于在所述内轴环中产生热梯度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法进一步包括在所述FSW末端和所述内轴环之间布置第一热障的步骤。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法进一步包括在所述内轴环和所述外轴环之间布置第二热障的步骤。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法进一步包括将第一材料用于所述内轴环的步骤，所述第一材料与用于所述外轴环中的第二材料相比以更高的速率膨胀。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法进一步包括通过所述内轴环设置至少一个间隙的步骤，其中，所述至少一个间隙减少所述内轴环在所述FSW末端上的压缩。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法进一步包括冷却所述外轴环以使得由于受热所述外轴环比所述内轴环膨胀得慢的步骤。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法进一步包括靠近所述内轴环布置加热元件以由此使所述内轴环的加热能够促进所述内轴环在所述FSW末端上的压缩的步骤。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法进一步包括在所述内轴环和所述外轴环之间布置至少一个附加轴环的步骤，其中，所述至少一个附加轴环起到热障的作用，以增大在所述内轴环和所述外轴环之间的温度梯度。