[发明专利]一种无匙孔搅拌摩擦焊厚板的装置及方法

权利要求书

1.一种无匙孔搅拌摩擦焊厚板的装置，其特征在于，包括：

回抽式搅拌针系统，包括搅拌针固定座(15)、设置在所述搅拌针固定座(15)中心通孔上的回抽式搅拌针(16)和固定底板(1)，所述回抽式搅拌针(16)的下端工作面凸出于所述搅拌针固定座(15)的下端轴肩面，凸出长度与焊接工件(3)厚度匹配，在所述搅拌针固定座(15)下端的轴肩面圆周上均匀设置有多个铬铜电极作为轴肩导电体(7)，所述轴肩导电体(7)随所述搅拌针固定座(15)的内部形式设置并延伸至所述搅拌针固定座(15)的两侧壁端面；所述固定底板(1)的上端面内嵌入有导电铜板(2)，当所述回抽式搅拌针(16)完全插入工件，所述搅拌针固定座(15)下端轴肩面与焊接工件(3)紧密接触后，所述轴肩导电体(7)、所述焊接工件(3)和所述导电铜板(2)构成导电通路；

搅拌针回抽传动系统，包括搅拌针旋转座(8)和设置在所述搅拌针旋转座(8)中心通孔上的通过电机转动控制的抽针主轴(17)，所述搅拌针固定座(15)和所述搅拌针旋转座(8)之间设有绝缘板(10)且通过螺栓将三者紧固，实现所述回抽式搅拌针系统和所述搅拌针回抽传动系统的连接；

电刷系统，设置在所述搅拌针固定座(15)的两侧壁端面上，包括导电碳刷(6)、弹簧(11)、弹簧压盖(13)、电刷盒(4)、绝缘体(5)和碳刷导线(12)，所述导电碳刷(6)与所述搅拌针固定座(15)的两侧壁端面之间设有导电铜套(14)；

电阻辅热系统，所述固定底板(1)内装有开关与电源的一极相连，所述碳刷导线(12)与所述电源的另一极相连，闭合开关通过电刷系统为电阻辅热系统提供电流。

2.根据权利要求1所述的无匙孔搅拌摩擦焊厚板的装置，其特征在于，所述导电碳刷(6)、所述螺栓和所述搅拌针旋转座(8)外部均设有绝缘套。

3.一种应用如权利要求1所述的无匙孔搅拌摩擦焊厚板的方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、将焊接工件(3)放置在所述固定底板(1)设置有导电铜板(2)的位置上；

S2、回抽式搅拌针(16)插入工件，并且所述轴肩导电体(7)与所述焊接工件(3)接触，通过施加外部电源，闭合开关，所述轴肩导电体(7)、所述焊接工件(3)和所述导电铜板(2)与所述电刷系统及外部电源构成回路，依靠电焦耳效应产生足够的热量，提高所述焊接工件(3)温度，促进材料的塑性流动；

S3、随着所述焊接工件(3)温度的提高，材料软化，增大材料粘塑性，让材料充分流动实现所述回抽式搅拌针(16)对所述焊接工件(3)的搅拌摩擦焊；

S4、随着焊接即将结束，所述搅拌针回抽传动系统开始回抽上升，开始回抽位置到完全回抽位置的距离为搅拌针回抽量的5-10倍，当轴肩端面离开工件后，辅热系统断开，最终焊缝表面平齐，无匙孔。