[发明专利]一种磁化程度可调弹巢式嵌磁搅拌摩擦焊接装置

权利要求书

1.一种磁化程度可调弹巢式嵌磁搅拌摩擦焊接装置，包括电机主轴（1）、夹紧装置（2）、搅拌头（3）、冷却系统（4）和焊接工作台（5），所述电机主轴（1）为空心结构，所述搅拌头（3）通过夹紧装置（2）安装于电机主轴（1）的空心内腔中，其特征在于：所述的搅拌头（3）由导磁材料制成，所述搅拌头（3）包括：搅拌头主体（31）、轴肩（32）和搅拌针（33），所述搅拌头主体（31）上端为夹紧用的夹持部（34），所述夹持部（34）下方设有限位凸台（35），所述的限位凸台（35）圆周面上设弹巢式孔穴（36），所述弹巢式孔穴（36）内填装有圆柱强磁体（6），所述轴肩（32）上开设有向下的深浅不同的孔槽结构（37），所述电机主轴（1）高速旋转带动装填有圆柱强磁体（6）的搅拌头（3）高速转动，在所述的轴肩（32）端面产生变化的磁场；所述轴肩（32）与搅拌头主体（31）之间为锥面过渡结构，所述孔槽结构（37）为开设于轴肩（32）圆锥台面的大小深度不同的圆孔结构；所述的焊接工作台（5）包括：焊接支持平台（51）和工件放置垫板（52），所述的垫板（52）在工件焊接缝处开设有凹槽结构（53），所述的凹槽结构（53）中装有强磁条（8），并在所述强磁条（8）表面装有与垫板（52）上表面平齐的盖板（54）；所述强磁条（8）与搅拌头（3）中的圆柱强磁体（6）的磁极相异放置。

2.根据权利要求1所述的磁化程度可调弹巢式嵌磁搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述搅拌头（3）由高导磁材料制成，所述弹巢式孔穴（36）内填装圆柱强磁体（6）或圆柱强磁体（6）和等质量的数量相等或不等的非导磁圆柱合金体（61），所述弹巢式孔穴（36）部分孔穴中填装圆柱强磁体（6），剩下孔穴中填装圆柱合金体（61）的非对称填充方式。

3.根据权利要求1所述的磁化程度可调弹巢式嵌磁搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述搅拌头（3）的限位凸台（35）端面上安装有隔磁垫片（7），所述隔磁垫片（7）外径大于所述搅拌头（3）弹巢式结构处的最大外径，所述隔磁垫片（7）由不锈钢或钛合金材料制成。

4.根据权利要求1所述的磁化程度可调弹巢式嵌磁搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述的夹紧装置（2）由ER夹头(21)和ER夹头锁紧螺母（22）配合使用。

5.根据权利要求1所述的磁化程度可调弹巢式嵌磁搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述冷却系统（4）包括第一冷却喷雾装置（41）、第二冷却喷雾装置（42）和冷却罩（43），所述冷却罩（43）固定在弹巢式孔穴（36）的外圆柱面上，所述的冷却罩（43）断面为开口弧形沟槽结构（44），所述第一冷却喷雾装置（41）向开口弧形沟槽结构（44）中喷洒冷却液对搅拌头（3）进行冷却降温，所述第二冷却喷雾装置（42）对轴肩及焊缝进行冷却降温，所述的冷却罩（43）由铜制成。

6.根据权利要求1所述的磁化程度可调弹巢式嵌磁搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：选择不同磁场强度的圆柱强磁体（6）及其数量和布局方式安装达到不同的焊接要求，或通过电机调控电机主轴（1）的旋转速度来调节轴肩处的磁场强弱。