[发明专利]一种用于搅拌摩擦焊接的水冷搅拌头及水冷循环的方法

权利要求书

1.一种用于搅拌摩擦焊接的水冷搅拌头，其特征在于：主要包括主轴(1)、固定架(2)、刀柄(3)、护套(4)、密封圈(5)、搅拌头(6)，所述刀柄(3)安装在所述主轴(1)的下端，所述搅拌头(6)安装在刀柄(3)的下端，刀柄(3)和搅拌头(6)随主轴(1)进行旋转运动，所述护套(4)包围在搅拌头(6)的上半部分的外面，主轴(1)外面套有焊接装备外壳(7)，所述固定架(2)是由左右对称的两部分弯折板组成，固定架(2)上半部分固定安装在焊接装备外壳(7)的外表面的左右两侧，下半部分固定安装在护套(4)的外表面的左右两侧，固定架(2)、护套(4)、焊接装备外壳(7)均不随主轴(1)进行旋转运动，在护套(4)上设有进水口(43)和出水口(44)，所述进水口(43)和出水口(44)一上一下位于护套(4)正面正中间位置，在护套(4)内设有进水槽(41)和出水槽(42)，所述进水槽(41)和出水槽(42)为环状，分别与进水口(43)和出水口(44)相通，在搅拌头(6)对应护套(4)的进水槽(41)位置设有进水孔(61)，在搅拌头(6)对应护套(4)的出水槽(42)位置设有出水孔(62)，搅拌头(6)内部设有冷却腔(63)，所述进水孔(61)和出水孔(62)均与所述冷却腔(63)相通，冷却腔(63)位于搅拌头(6)内部正中间位置，冷却腔(63)的长度方向与搅拌头(6)的长度方向平行；在护套(4)的两端还分别设有密封圈(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊接的水冷搅拌头进行水冷循环的方法，其特征在于：在焊接过程中，水泵(8)从水槽(9)中抽取冷却液，经由进水口(43)进入护套(4)内的进水槽(41)，用以冷却搅拌头外表面，冷却液经由进水槽(41)对搅拌头(6)外表面进行冷却的同时，在水泵(8)压力的作用下经由进水孔(61)进入搅拌头(6)内部的冷却腔(63)，在冷却腔(63)内对搅拌头(6)内部进行强制冷却，随后，冷却液在水泵(8)压力的作用下，由设置在搅拌头(6)上的出水孔(62)流出搅拌头(6)，进入护套(4)的出水槽(42)，再经由护套(4)上的出水口(44)流出，进入水槽(9)，冷却后继续循环。

3.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊接的水冷搅拌头，其特征在于：在所述冷却腔(63)上方设有堵头(64)。

4.根据权利要求2所述的一种用于搅拌摩擦焊接的水冷搅拌头，其特征在于：所述冷却液为水、冰水混合物、干冰甲醇混合物或液氮酒精混合物。

5.根据权利要求2所述的一种用于搅拌摩擦焊接的水冷搅拌头，其特征在于：所述冷却液温度在-5℃～室温范围内，冷却液的压力为0.5～0.55MPa。

6.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊接的水冷搅拌头，其特征在于：按重量百分比计，所述搅拌头(6)的组成材料为：ZrO₂ 78-85％、CeO₂ 4-4.8％、Ce 0.2-0.6％、MoS₂0.5-1％、Si 0.2-2％、Mn 0.1-3％、Ti 0.03-1％、余量为Mo。

7.根据权利要求6所述的一种用于搅拌摩擦焊接的水冷搅拌头，其特征在于,所述搅拌头(6)的制备方法为：

S1：按所述配料组成称取ZrO₂、CeO₂、Ce、MoS₂、Si、Mn、Ti、Mo粉体混合，用化学共沉淀法制料、球磨；

S2：将球磨后的粉料烘干，加入20.2-23％的石蜡和0.15-0.63％的外加剂混合后制成蜡饼；将蜡饼熔化、搅拌得到浆料，真空处理所述浆料，采用热压铸方式成型，所述的外加剂为：钨与碳化钛按1:1-1.2的重量比组成的混合物；

S3：排蜡、清灰后送入电隧道窑中进行无压烧成；

S4：冷加工成型。