[发明专利]一种差速旋转送丝式搅拌增材及修复的方法与焊具

权利要求书

1.一种差速旋转送丝式搅拌增材及修复焊具，其特征在于，包括差速搅拌针、送丝套筒、送丝压紧环和丝材；所述差速搅拌针同时穿入送丝套筒与送丝压紧环，所述差速搅拌针与送丝套筒同轴心差速旋转，两者滑动配合，所述送丝套筒和送丝压紧环同轴心，两者间隙配合，送丝套筒外壁有螺纹；送丝压紧环在直线增材时与电主轴同步前进不转动，在S型曲线、U型曲线以及螺旋型曲线增材时电主轴跟随FSW机器人六轴或机床旋转轴，依据增材曲线的角度控制正反旋转。

2.根据权利要求1所述的差速旋转送丝式搅拌增材及修复焊具，其特征在于，所述送丝压紧环侧壁打盲孔，盲孔与送丝压紧环内壁相切并打孔/钻至相切点，盲孔中心距离送丝压紧环底部垂直距离为大于3*D_螺距，盲孔打入方向与送丝套筒旋转切入方向一致，盲孔的孔洞直径在0.2～3.2mm区间，打1～5个盲孔，盲孔的孔数呈圆周阵列分布，根据增材的元素需求调控每个送丝丝材的材质，打孔与水平夹角在0～2θ°之间；θ°＝arctan((D_螺距/2)/(2*R_套筒半径))注：D_螺距为送丝套筒外壁螺纹螺距，R_套筒半径为送丝套筒外壁半径；送丝压紧环底端圆环一半切割有凹槽结构，凹槽宽度为2R_套筒半径，凹槽高度在0～3*D_螺距mm；送丝压紧环内径与送丝套筒外径间隙在0.2～3.0mm之间。

3.根据权利要求1所述的差速旋转送丝式搅拌增材及修复焊具，其特征在于，所述差速搅拌针直径分段式，底部直径与送丝套筒内径小间隙配合，间隙在0.02～0.10mm之间，上部直径与送丝套筒内径大间隙配合，间隙在0.1～0.3mm之间，差速搅拌针底部内切3或4个圆周整列分布扇形或不切扇形。

4.根据权利要求1所述的差速旋转送丝式搅拌增材及修复焊具，其特征在于，所述送丝套筒外壁具有螺纹，螺纹外径为2*R_套筒半径，螺纹内径为(1.8～1.9)*R_套筒半径，螺纹为矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和圆弧螺纹，螺距区间在1.5～5mm，螺纹旋转方向与旋转套筒的旋转方向一致，旋转套筒底部切割扇形，切割有3或4个呈圆周阵列分布扇形；送丝套筒底部也可切割涡轮凹槽，凹槽与轴向偏角与螺纹旋转方向一致，与轴向夹角在45～90°之间，凹槽深度在0.2～R_半径/9mm，旋转套筒底部端面有0～2°的内凹倾角。

5.根据权利要求1所述的差速旋转送丝式搅拌增材及修复焊具，其特征在于，丝材直径为0.2～3.0mm的丝材。