[发明专利]一种轴肩间距自适应调节的双轴肩搅拌头及焊接方法

权利要求书

1.一种轴肩间距自适应调节的双轴肩搅拌头，其特征在于，包括搅拌针和对称设置于搅拌针上、下两端的上轴肩组件、下轴肩组件；

所述上轴肩组件包括上腔体、上轴肩，所述上腔体、上轴肩从上向下依次套设于搅拌针上端外部，其中，上腔体与搅拌针固连，上轴肩分别与上腔体、搅拌针滑动且密封连接；上轴肩与上腔体之间的空间构成上液压腔，所述搅拌针上带有与所述上液压腔连通的上注液孔；

所述下轴肩组件包括下腔体、下轴肩，所述下腔体、下轴肩从下向上依次套设于搅拌针下端外部，其中，下腔体与搅拌针固连，下轴肩分别与下腔体、搅拌针滑动且密封连接；下轴肩与下腔体之间的空间构成下液压腔，所述搅拌针上端带有与所述下液压腔连通的下注液孔；

所述上注液孔、下注液孔通过接头与液压系统连接。

2.根据权利要求1所述的轴肩间距自适应调节的双轴肩搅拌头，其特征在于，所述搅拌针上位于上轴肩组件、下轴肩组件之间的中段为搅拌段，搅拌段上设置有上下对称的螺纹和螺旋沟槽，螺纹分为上螺纹和下螺纹，螺旋沟槽分为上螺旋沟槽和下螺旋沟槽，上螺纹和上螺旋沟槽的旋向相同，下螺纹和下螺旋凹槽的旋向相同，螺旋沟槽在搅拌针周向均匀分布。

3.根据权利要求2所述的轴肩间距自适应调节的双轴肩搅拌头，其特征在于，所述搅拌头的搅拌旋转方向根据上螺纹和上螺旋沟槽的旋向来确定，当上螺纹和上螺旋沟槽的旋向为左旋时，搅拌针的旋转方向从上向下看为顺时针，反之为逆时针旋转。

4.根据权利要求1至3任一所述的轴肩间距自适应调节的双轴肩搅拌头，其特征在于，上轴肩组件还包括上密封圈、上弹性圈、上拼环；上密封圈、上弹性圈分别设置于上轴肩与上腔体、搅拌针的滑动且密封连接处的凹槽里，两个上拼环分别设置于上弹性圈的上下两端；下轴肩组件还包括下密封圈、下弹性圈、下拼环；下密封圈、下弹性圈分别设置于下轴肩与下腔体、搅拌针的滑动且密封连接处的凹槽里，两个下拼环分别设置于下弹性圈的上下两端。

5.根据权利要求4所述的轴肩间距自适应调节的双轴肩搅拌头，其特征在于，上轴肩组件还包括上限位导向块，上限位导向块的两端分别与上轴肩的外部、上腔体的开口处顶部固连；下轴肩组件还包括下限位导向块，下限位导向块的两端分别与下轴肩的外部、下腔体的开口处顶部固连。

6.利用权利要求1至5任一所述的轴肩间距自适应调节的双轴肩搅拌头进行焊接的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、生产前，以焊接质量及接头性能满足要求且最优为依据，通过工艺试验确定焊接段厚度、轴肩距离、液压力三者之间数据对应关系，建立数据库；其中，所述轴肩距离为上轴肩与下轴肩的距离，液压力为保持上轴肩、下轴肩对被焊接产品上下表面的顶锻力相等所需的上液压腔、下液压腔的压力；

步骤2、在搅拌头沿焊接方向的前端安装厚度检测仪，厚度检测仪与上液压腔、下液压腔的液压系统通过控制系统联动控制，焊接过程中，厚度检测仪在线检测被焊接产品的待焊接段厚度并把数据输入控制系统；

步骤3、控制系统以焊接段厚度作为输入，与数据库作对比，得到待焊接段厚度所需的轴肩距离、液压力，再将待焊接段对应的液压力与当前焊接段所用的液压力进行比较，将二者的差值作为输出，实时反馈至上液压系统，从而驱动上轴肩、下轴肩轴向运动以调节上下轴肩的距离，实现轴肩距离根据焊接段厚度波动的自适应调节。

7.根据权利要求6所述焊接的方法，其特征在于，焊接时根据被焊接产品的最大厚度提前调好上腔体、下腔体的位置并锁死固定，上腔体利用夹持部顶紧锁死，下腔体利用锁紧螺母顶紧锁死，其中上腔体、下腔体、夹持部、锁紧螺母都是通过螺纹连接方式安装在搅拌针上。