[实用新型]一种冷却系统及具有冷却功能的搅拌摩擦焊接装置

说明书

本实用新型提出一种冷却系统，包括热交换组件和温度控制组件，其特征在于，所述热交换组件，包括第一管道单元，所述第一管道单元用于在热交换组件中提供冷却液体的流通通道；所述第一管道单元设置于搅拌摩擦焊接装置的轴肩内部；所述第一管道单元通过输入接口和输出接口与所述温度控制组件的第二管道单元相连通；所述温度控制组件，用于从输出接口处接收来自于第一管道单元中的冷却液体，温度经过处理后，从输入接口将所述冷却液体输入至所述第一管道单元。通过在搅拌摩擦焊接装置的轴肩处设置上述冷却系统，能够有效降低搅拌头附近处的温度，使焊接装置更容易适用于长时间焊接场景中。

技术领域

本发明涉及一种静止轴肩辅助搅拌摩擦焊接装置，尤其涉及一种具有冷却功能的搅拌摩擦焊接装置。

背景技术

搅拌摩擦焊作为一种固相连接技术，在铝合金与镁合金的连接已经取得了突破性的进展，并且广泛的应用于航空航天、汽车船舶以及电子等制造行业。为了使搅拌摩擦焊实现高温金属的连接，目前已经采用了较多的方法，其中静止轴肩辅助方式在钛合金的连接中已经得到实现。

静止轴肩具有随焊碾压和吸热的作用，在焊接中不仅可以对焊缝处材料施加顶锻作用，在焊接中可以带走焊缝内部产生过多的热量。因此，静止轴肩可以有效的增加焊缝成形质量。当焊接高温金属或进行长距离焊接时，随着焊接的进行，静止轴肩体不断吸收热量，其吸热效果会严重下降。因此，常规静止轴肩辅助工艺在连续焊接中难以获得质量均匀的焊缝。

当连续焊接较长的时间，焊缝内产生的热量通过静止轴肩与搅拌头会传递至主轴，当主轴过高会影响其使用性能及寿命。为了使主轴连续工作，通常主轴中间加水冷的方式进行降温。然而，主轴中空会降低承载能力，且主轴长时间在水作用下会被腐蚀。此种方法会严重降低设备的使用寿命。

现有技术中，有采用水冷辅助方式对法兰进行散热，由于法兰距离搅拌针较远，散热效果难以达到理想的程度；也有通过水冷方式降低空心搅拌头，然而空心搅拌头在焊接轻度较高材料时难以保证强度。此外，利用搅拌头旋转产生的离心力将搅拌头内部的水甩出去，难以量化控制，并且水蒸气的长期存在会严重影响主轴的性能；还有通过搅拌头水冷的方式降低焊接中热输入，在搅拌头内部设有水冷腔，当空腔结构较小时，难以产生较好的降温效果。当内部水冷腔尺寸较大的时候，难以保证搅拌头的刚度。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型在此基础之上提出一种具有冷却功能的搅拌摩擦焊接装置，在静止轴肩体上采用辅助冷却的方式，可以使得搅拌头快速散热从而实现连续焊接，有效避免搅拌头因为过热而磨损；结构简单，易于维护。

本实用新型提出一种冷却系统，包括热交换组件和温度控制组件，其特征在于，所述热交换组件，包括第一管道单元，所述第一管道单元用于在热交换组件中提供冷却液体的流通通道；所述第一管道单元设置于搅拌摩擦焊接装置的轴肩处；

所述第一管道单元通过输入接口和输出接口与所述温度控制组件的第二管道单元相连通；

所述温度控制组件，用于从输出接口处接收来自于第一管道单元中的冷却液体，经过温度处理后，从输入接口将所述冷却液体输入至所述第一管道单元。

所述第一管道单元，设置于所述轴肩的外表面、内表面和所述轴肩内中的至少一处；所述第一管道单元包括至少一条环绕所述轴肩轴向的螺旋式管道；当所述第一管道单元设置于所述轴肩内时，所述螺旋式管道贯通于所述轴肩之中。

所述温度控制组件，包括第二管道单元、温度采集装置、动力装置、计算装置和控温装置；

所述第二管道单元经输出接口接收来自第一管道单元的冷却液体，并经过控温装置来降低第二管道单元中冷却液体的温度；

所述温度采集装置采集所述轴肩和/或所述输出接口处的温度，所述计算装置根据采集的温度，向所述动力装置发出指令，以调整第二管道单元中经输入接口向所述第一管道单元中输入的冷却液体的流速。

具体而言，