[发明专利]一种搅拌摩擦焊的搅拌头和载流搅拌摩擦焊接方法

摘要

本发明公开了一种搅拌摩擦焊的搅拌头和载流搅拌摩擦焊接方法，其中所述搅拌头，包括设置于摩擦焊机上的搅拌头本体和位于搅拌头本体下部的搅拌针，搅拌头本体与焊机夹持连接，其特点在于，还设置有强制冷却装置、载流装置、气体保护装置、传感装置、密封装置和绝缘装置。本发明具有高效、低成本、高稳定性、优质的优点，其突破了常规搅拌摩擦焊接技术的局限性，解决了高熔点金属搅拌摩擦焊接的搅拌头对高品质材料和复杂制备技术的依赖，并丰富低熔点轻合金搅拌摩擦焊接的质量控制手段，实现搅拌摩擦焊接的高质量与低成本的有效合理匹配，完善搅拌摩擦焊接技术，从而在固相焊接领域和表面工程领域开拓新的工程应用范围。

主权项

1.一种搅拌摩擦焊的搅拌头，包括设置于摩擦焊机上的搅拌头本体(1)和位于搅拌头本体(1)下部的搅拌针(17)，搅拌头本体(1)与焊机夹持(16)连接，其特征在于，还设置有强制冷却装置、载流装置、气体保护装置、传感装置、密封装置和绝缘装置，所述强制冷却装置包括设置于搅拌头本体(1)内部的一个中空结构的腔体(2)，和一根出水和入水复合式铜管(3)，所述复合式铜管(3)用于将冷凝液引入和导出腔体(2)；所述载流装置包括搅拌头本体(1)外沿设置的一个导电环(4)，可通过碳电刷(5)将电流导入搅拌头本体(1)，以形成载流搅拌摩擦焊接方式；所述气体保护装置(7)设置于搅拌头本体(1)的轴肩(6)侧面处，用于在焊接区域形成有效的气体保护，防止焊缝及热影响区金属氧化；所述传感装置包括埋植于搅拌头轴肩(6)内的自耦合热电阻式温度传感器(8)和设置于搅拌头本体(1)与焊机夹持(16)连接部位的轴向和径向压力传感器(10)，其中，自耦合热电阻式温度传感器(8)通过搅拌头本体(1)上部与无线感应发射器(9)连接，用于形成轴肩(6)及其附近温度的无源无线电阻式感应传感，轴向和径向压力传感器(10)与搅拌头上部的无线感应发射器(15)连接，用于实现搅拌摩擦焊负载的传感检测；所述绝缘装置包括绝缘件(11)及其工件(25)夹持的绝缘部件，用于使搅拌头本体(1)与焊机主轴绝缘，以及工件与焊机工作平台间的绝缘；所述密封装置包括在搅拌头本体(1)的中空腔体(2)与复合式铜管(3)之间设置的动密封构件(12)，用于达到密封冷凝液态介质的目的，并且使搅拌头本体(1)能自由旋转。