[发明专利]一种搅拌针长度可调的搅拌摩擦焊装置及焊接方法

说明书

本发明提供了一种搅拌针长度可调的搅拌摩擦焊装置及进行两面焊接的方法，所述搅拌针长度可调的搅拌摩擦焊装置包括搅拌摩擦焊装置主体、夹持部、微型液压油缸、驱动电机、温度传感器、超声探头、超声探测器、温度显示器、液压控制系器、液压泵、操作控制器，所述搅拌摩擦焊装置主体安装在所述夹持部下方,所述搅拌摩擦焊装置主体内部中空，内设有搅拌针，所述搅拌针下部设有搅拌头，搅拌针上部连接有旋转接头，搅拌针与旋转接头之间安装所述微型液压油缸；本发明可以自动适应各种焊接深度，适应变截面构件的焊接需求，也使得焊接后的表面更平整美观，焊接强度也更高，焊接效果更好，且本发明自动化程度高，操作控制简便。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体是涉及一种搅拌针长度可调的搅拌摩擦焊装置及焊接方法。

背景技术

诸如对接焊缝这样的焊接接缝用于连接金属部件。对接接缝在材料的重叠部使用一个或多个焊缝来连接重叠的表面。焊接技术通常通过提高温度来粘接金属和金属合金。搅拌摩擦焊是相对较新的方法，它使用旋转工具来连接固态的两个工件，或者修补在单个工件中的裂纹。通过使旋转工具的凸肩摩擦接触所要焊接的材料，而使该材料变热和变软。该工具穿过接缝处并将材料搅拌在一起。从而在不需要添加填充物或使用防护气体的情况下达到固态连接，搅拌摩擦焊在用于航空器结构中时将非常有利。

在搅拌摩擦焊领域，目前大部分搅拌头长度都是固定的，只能应用于焊接厚度一致的焊接构件之间的连接，但是由于实际应用中，不是所有的待焊接的构件的厚度都是一致的，经常会有构件截面变化引起焊接厚度变化的情况，所以现有的摩擦焊就不能满足焊接需求了。所以，可以从改变搅拌针的长度的角度去思考，为进一步增强焊接的效果和应用范围提供新的选择。

发明内容

本发明解决的技术问题是，目前的搅拌摩擦焊存在着在焊接深度有限，焊接深度不可调，焊接效果不理想的缺点，从而提供一种搅拌针长度可调的搅拌摩擦焊装置及进行变截面构件焊接的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种搅拌针长度可调的搅拌摩擦焊装置，所述搅拌针长度可调的搅拌摩擦焊装置包括搅拌摩擦焊装置主体、夹持部、微型液压油缸、驱动电机、温度传感器、超声探头、超声探测器、温度显示器、液压控制系器、液压泵、操作控制器，所述搅拌摩擦焊装置主体安装在所述夹持部下方，所述搅拌摩擦焊装置主体内部中空，内设有搅拌针，所述搅拌针下部设有搅拌头，搅拌针上部连接有旋转接头，搅拌针与旋转接头之间安装所述微型液压油缸，通过所述微型液压油缸可以调节控制搅拌针的长度，所述夹持部内部中空，所述驱动电机设在夹持部内部，驱动电机通过驱动轴连接至搅拌针，夹持部的底部设有夹持圈，所述夹持圈卡入旋转接头上设置的夹持槽内，所述搅拌摩擦焊装置主体的底部凸台下面设有多个摩擦块，所述搅拌头为上大下小的圆台，搅拌头上设有螺旋线；所述超声探头安设在搅拌摩擦焊装置主体内部底端，通过导线与所述超声探测器相连，所述微型液压油缸通过液压管路与所述液压泵相连，所述温度传感器也设在搅拌摩擦焊装置主体内部底端，温度传感器通过导线与所述温度显示器相连，所述夹持部上开设有通孔，与温度传感器、超声探头相连的导线和与微型液压油缸相连的液压管路均通过所述通孔穿出，分别连接至温度显示器、超声探测器、液压泵，液压泵连接至所述液压控制系器，所述温度显示器、超声探测器、液压控制系器均连接至所述操作控制器。

进一步地，在上述方案中，在所述搅拌摩擦焊装置主体上还设有冷却口，所述冷却口连接至空压机或制冷机，用于对过热的搅拌阵进行冷却。

进一步地，在上述方案中，所述摩擦块为多个向下伸出的长条，与搅拌摩擦焊装置主体之间是一体成型的，强度会更高。

进一步地，在上述方案中，所述摩擦块沿着搅拌摩擦焊装置主体的底部凸台周向分布，共设有4-10个。

进一步地，在上述方案中，所述搅拌头上端面的直径是下端面直径的1.6到2.0倍。

一种搅拌针长度可调的搅拌摩擦焊装置进行变截面构件的焊接方法，包括以下步骤：