[发明专利]一种轻量化回填式搅拌摩擦点焊装置

说明书

一种轻量化回填式搅拌摩擦点焊装置，涉及搅拌摩擦焊接装置，包括外壳体及搅拌针、袖套、夹套，外壳体内设有传动丝杠，传动丝杠为上部的螺距与下部的螺距之比等于袖套横截面面积与搅拌针横截面面积反比的中空的双向丝杠；传动丝杠的上螺母经袖套套筒、轴承、第一轴承架、袖套滚动花键螺母与袖套相连；传动丝杠的下螺母经第二轴承架、轴承安装有可在传动丝杠内上下自由滑动的、与袖套滚动花键螺母配合的搅拌针轴，搅拌针轴下端与搅拌针相连；设有与搅拌针轴上端花键连接的传动轴套；设有第一动力源和第二动力源，第一动力源与传动轴套相连，第二动力源与传动丝杠相连。本发明结构轻巧、系统稳定性高，焊接精度高、效果好，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊接技术领域，详细讲是一种结构轻巧、系统稳定性高，焊接精度高、效果好，使用寿命长的轻量化回填式搅拌摩擦点焊装置。

背景技术

随着社会对节能环保的日益重视，轻量化成为了汽车、动车等现代交通运输业以及航空航天等工业制造领域的发展方向。这使得轻质高强材料如铝合金、镁合金等的应用得到了越来越广泛的关注，但同时也对这些材料的连接技术提出了更高的要求。铝合金以其质量轻、强度高等优点，被大量广泛的应用于各行各业，尤其是汽车、航空业。目前，铝合金主要的连接方式为电阻点焊和铆接，但它们存在许多局限性和缺陷，制约了铝合金在工业领域的应用。

搅拌摩擦点焊（Friction Stir Spot Welding,简称FSSW）技术应运而生，它是在搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,简称FSW)技术的基础上研究开发的一种新型的固相焊接技术。采用FSSW技术可以形成类似电阻点焊和铆接的搭接接头，并且具有接头质量高，焊接质量稳定，变形小以及高效节能等优点，有效的弥补了电阻点焊和铆接的缺陷。回填式搅拌摩擦点焊的出现又成功的解决了传统搅拌摩擦点焊焊接完成后在焊点中心留有匙孔的问题，可以一次获得无匙孔、力学性能更佳的搭接接头，生产效率高而且易于实现自动化。现有的回填式搅拌摩擦点焊装置存在动力传输系统复杂、稳定性差，搅拌针、袖套易发生形变，点焊效果差、使用寿命短，装置整体体积大等缺点。

国家知识产权局于2013年11月公开了一项名称为：一种回填式搅拌摩擦焊接方法及其装置、申请号：201310347507.X的发明专利申请，虽然该装置实现了回填式搅拌摩擦点焊的功能，但其仍存在如下缺陷：一、搅拌针通过花键副带动袖套旋转，是内层带动外层旋转，扭矩大，动力要求高、能效低；二、传动机构复杂、体积大，易产生转动惯量大、弹性变形、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损等问题，整体稳定性差；三、工作时，搅拌针和袖套上下运动的动力施力点与阻力受力点不同轴，存在侧向载荷，搅拌针和袖套产生形变，焊接精度低、效果差，搅拌针和袖套及外套间由于形变而易磨损，使用寿命短。四、系统共有三个动力源，一个负责搅拌针和袖套的转动、另外两个动力源分别驱动搅拌针和袖套上下运动，结构复杂、浪费空间，丝杠过长驱动、稳定性差。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构轻巧简单、系统稳定性高，焊接精度高、效果好，使用寿命长的回填式搅拌摩擦点焊装置。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：