[发明专利]一种动态偏磁场式双轴肩搅拌头及其安装方法

说明书

本发明公开一种动态偏磁场式双轴肩搅拌头及其安装方法，涉及双轴肩搅拌头技术领域，包括储磁搅拌头装置和下轴肩偏磁装置，储磁搅拌头装置通过搅拌针与下轴肩偏磁装置传动连接，储磁搅拌头装置内端设有双重冷却装置，储磁搅拌头装置外端套设有储水组件，双重冷却装置一端与储水组件相连接，通过双重冷却装置实现在高速旋转时，产生强气流通过括风冷组件直接带走磁铁表面温度，通过水冷组件遇到高温蒸发快速吸收热量，从而达到双重降温的目的；提高焊件底部的金属流动性以填充搅拌针后方的空腔时，弥补弥散分布的空洞缺陷，该工艺简单，成本低廉，焊接效率高，搅拌头使用寿命高，能使焊缝组织晶粒细化，综合性能显著提高。

技术领域

本发明涉及双轴肩搅拌头技术领域，具体涉及到了一种动态偏磁场式双轴肩搅拌头及其安装方法。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种绿色固相连接技术，近年来被广泛应用于航空航天、轨道交通等领域。通过搅拌针和轴肩与工件间的摩擦热，在搅拌针的附件形成塑性软化层，软化层在搅拌头高速旋转的作用下填充入搅拌针后方形成的空腔内，从而实现可靠的连接，它具有焊接接头强度高、焊接工件变形小、绿色环保等优点。

CN213318311U公开了一种搅拌摩擦焊焊具、搅拌摩擦焊设备，其在搅拌头本体与轴肩结构的配合面设置有用于容纳搅拌摩擦焊废料的第一空腔结构，可避免轴肩与搅拌头之间的缝隙内部废料的积累，从而避免主轴消耗以及避免搅拌头与静止轴肩配合面的磨损，提高搅拌头的使用寿命，而且可降低不必要能量的消耗，但其在使用过程中存在诸多问题，搅拌头在长时间使用过程中，搅拌头内部磁铁以及搅拌针会产生较高的热量，而热量通常无法及时有效的排出搅拌头外，搅拌头内部部件在高温下运行，内部部件极易烧毁或故障，影响整体的使用，因此，亟需本领域技术人员设计出一种新型的搅拌头结构。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种动态偏磁场式双轴肩搅拌头以及焊接方法，通过双重冷却装置实现在高速旋转时，产生强气流通过括风冷组件直接带走磁铁表面温度，通过水冷组件遇到高温蒸发快速吸收热量，从而达到双重降温的目的；在焊接速度和转速一定的情况下，双轴肩搅拌头，可以提高焊核区尺寸，提高焊件底部的金属流动性以填充搅拌针后方的空腔时，弥补弥散分布的空洞缺陷。该工艺简单，成本低廉，焊接效率高，搅拌头使用寿命高，能使焊缝组织晶粒细化，综合性能显著提高。

为了解决上述问题，本发明提供了一种动态偏磁场式双轴肩搅拌头，包括储磁搅拌头装置和下轴肩偏磁装置，所述储磁搅拌头装置通过搅拌针与下轴肩偏磁装置传动连接，所述储磁搅拌头装置内端设有双重冷却装置，所述储磁搅拌头装置外端套设有储水组件，所述双重冷却装置一端与储水组件相连接；

所述储磁搅拌头装置包括夹持组件、压紧隔磁盖和设于夹持组件内端的搅拌针；所述夹持组件与压紧隔磁盖呈旋转分离式连接；

所述夹持组件包括储磁套筒和磁铁，所述储磁套筒内套固定设有磁铁，所述磁铁底端设有隔热层，所述储磁套筒内壁设有螺纹凸起，所述压紧隔磁盖外部外侧开有螺纹凹槽，所述螺纹凹槽与螺纹凸起呈旋转分离式连接；

所述下轴肩偏磁装置包括下轴肩、除磁孔和偏磁孔，所述下轴肩上开设有除磁孔和偏磁孔，所述除磁孔和偏磁孔内填充材料，所述下轴肩端面处设有三个大小和深度均不相同的圆孔，并且圆孔内填充材料根据不同情况选用不同的材料填充，使得通过焊件的磁场强度不均匀，达到偏磁的目的；