[发明专利]一种柔性搅拌摩擦焊接装置

说明书

本发明公开了一种柔性搅拌摩擦焊接装置，包括主轴、搅拌头及轴肩，搅拌头包括夹持部及搅拌针，夹持部被夹持于主轴端部，主轴与搅拌头同轴，柔性搅拌摩擦焊接装置还包括浮动结构，轴肩固定安装于浮动结构，搅拌针从轴肩伸出，轴肩设有按压面，浮动结构调节轴肩轴向位置以调节按压面到搅拌针末端的距离，装置使用时，轴肩只在工件表面滑动不旋转，解决焊接飞边焊缝减薄的问题，焊缝表面光滑无弧形纹；热输入只有搅拌针的摩擦产生，热数量小，焊缝纵向温度梯度小，工件变形小；轴肩轴向位置可调，不需要经常更换搅拌工具，即可进行不同厚度工件、不同工件的焊接；可控制轴肩的轴向压力，实现恒压力焊接，保持轴肩紧密压紧工件而不过压。

技术领域

本发明涉及焊接装置，尤其是涉及一种柔性搅拌摩擦焊接装置。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种先进的固相连接技术，基本原理是利用高速旋转的搅拌工具插入焊缝中，利用搅拌工具的摩擦和搅拌作用，使焊缝材料处于热塑性状态。搅拌工具沿焊缝前行，在搅拌工具高速旋转的带动下，塑性材料绕搅拌工具由前向后移动，同时搅拌工具对焊缝金属进行锻压，在热机联合作用下材料连接在一起。

传统搅拌摩擦焊轴肩与搅拌针一起旋转，摩擦热量高，热输入量大，焊缝纵向温度梯度大，导致焊接变形大。焊接过程中塑性金属材料容易溢出焊缝区外，形成飞边，导致焊缝减薄，并且需要在焊后进行机械打磨去除飞边，费时费力，降低生产效率。传统搅拌摩擦焊由于轴肩的旋转会导致焊缝表面还会形成“洋葱纹”，这些都影响接头性能和焊接表面质量。

要解决这些问题，只能采用不旋转的静轴肩搅拌摩擦焊工具。目前的常规静轴肩搅拌摩擦焊工具结构复杂，轴肩完全固定不动，并且当焊接不同厚度或结构的工件时，需要经常更换搅拌工具，效率低，功能单一，适用范围窄。焊接过程中轴肩不可调整，导致焊接压力不可调，当工件高低不平厚度突变时，容易出现过压和压不紧的现象。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种轴肩能够轴向浮动并且在焊接过程中轴肩不旋转的柔性搅拌摩擦焊接装置。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

一种柔性搅拌摩擦焊接装置，包括主轴、搅拌头及轴肩，所述搅拌头包括夹持部及搅拌针，所述夹持部被夹持于所述主轴端部，所述主轴与所述搅拌头同轴，所述柔性搅拌摩擦焊接装置还包括浮动结构，所述轴肩固定安装于所述浮动结构，所述搅拌针从所述轴肩伸出，所述轴肩设有按压面，所述浮动结构调节所述轴肩轴向位置以调整所述按压面到所述搅拌针末端的距离。

进一步地，所述浮动结构包括气缸及活塞杆，所述活塞杆活动安装于所述气缸，所述活塞杆端部与所述轴肩固定连接。

进一步地，所述浮动结构还包括弹性件，所述弹性件套设于所述活塞杆，所述弹性件两端分别与所述活塞杆及所述气缸的内壁底部抵触。

进一步地，所述弹性件为弹簧。

进一步地，所述柔性搅拌摩擦焊接装置还包括浮动板，所述浮动板与所述活塞杆固定连接，所述轴肩固定于所述浮动板。

进一步地，所述柔性搅拌摩擦焊接装置还包括连接块，所述轴肩通过所述连接块与所述浮动板固定连接。

进一步地，所述轴肩为一体式，所述按压面为一个平面。

进一步地，所述轴肩为分体式，所述按压面的数量为多个，每一所述按压面为平面。

进一步地，多个所述按压面距离所述搅拌针末端的距离不同。

进一步地，所述搅拌头与所述轴肩之间形成间隙。