[发明专利]一种双轴肩搅拌摩擦头气液联合冷却装置及冷却方法

权利要求书

1.一种双轴肩搅拌摩擦头气液联合冷却装置，该双轴肩搅拌摩擦头包含上轴肩和下轴肩，上轴肩与下轴肩之间连接有搅拌针，其特征在于：所述上轴肩沿轴线设有不通的中心孔，在中心孔底部设有若干个与中心孔垂直的导气孔，在中心孔的顶部安装有导气扇，焊接过程中随搅拌头高速旋转产生巨大的下降气流，强行带走搅拌头中心的热量并从上轴肩下部的导气孔中排出；所述下轴肩下方安装有空心锥体，所述空心锥体包含壳体，壳体的底部设有开口，在壳体内壁上设有螺纹，在下轴肩和壳体上均设有孔，壳体的下方设有水槽，开口位于水槽内，通过壳体内壁的螺纹带动水槽内的冷却水进入到下轴肩上，并通过下轴肩和壳体的孔排出壳体外，高速旋转时冷却液将沿着空心锥体的螺纹向上爬升通过下轴肩孔中，实现冷却；所述空心锥体与下轴肩之间设有圆形挡盖，圆形挡盖将从下轴肩孔里甩出来的冷却水挡住后，由于重力冷却水下回到水槽中；所述导气扇采用钎焊的方式固定于搅拌头上轴肩中心孔的顶部，使其在焊接过程中随搅拌头高速旋转产生下降气流；所述空心锥体通过内螺纹与下轴肩相配合，并且将圆形挡盖固定于两者之间的台阶上，焊接过程中圆形挡盖和空心锥体随搅拌头同步高速旋转；空心锥体相对于下轴肩的旋紧方向与焊接过程中搅拌头旋转方向相反。

2.根据权利要求1所述的双轴肩搅拌摩擦头气液联合冷却装置，其特征在于：所述水槽上部两侧向内弯折，形成窄口，窄口宽超过圆形挡盖直径，水槽的深度必须超过搅拌头的最大行程。

3.一种基于权利要求1至2任一项所述的双轴肩搅拌摩擦头气液联合冷却装置的冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 将搅拌针两端旋入搅拌头上轴肩和下轴肩，使之成为一个整体；

(2) 将圆形挡盖安装于下轴肩的台阶上，通过锁紧空心锥体将圆形挡盖紧固于下轴肩上；

(3) 向搅拌头下方的水槽中注入冷却液，使空心锥体浸入冷却液中；

(4) 启动焊机主电机，搅拌摩擦头高速旋转，导气扇开始工作，产生下降气流对上轴肩进行气冷；同时空心锥体的螺纹吸收冷却液并送入下轴肩底部孔中，对下轴肩进行冷却；

(5)焊接任务结束后，待搅拌摩擦头冷却至常温，可拆下搅拌摩擦头上轴肩和下轴肩，检查下轴肩斜孔内有无积冷却液，如有则倒掉冷却液。