CN108115261A - 一种用于摩擦搅拌焊接的焊具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接设备技术领域，尤其为一种用于摩擦搅拌焊接的焊具，包括搅拌头本体以及安装在搅拌头本体底端的搅拌针。热量进入到中空腔内并和中空腔的内壁接触，热量通过导热板传递到中空管内部，当搅拌针停止工作时，中空管内部纯水将热量传递到导热板上并通过金属柱散发热，对搅拌针进行热量保护，避免冷空气直接接触到搅拌针表面导致搅拌针氧化，提高了搅拌针的使用寿命；活塞垫在中空管内上升，卡球带动支撑杆顶出卡板，此时排气道为开口状态，将热气进行排出，有利于提高热气排出的速度，加速气流运动速度，提高散热效率。

Description

一种用于摩擦搅拌焊接的焊具

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，具体为一种用于摩擦搅拌焊接的焊具。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，其工作原理如下述：为了确保焊接过程中待焊工件不发生位置移动或滑动，需要在焊前将待焊工件放置在刚性垫板上并用夹具压紧；搅拌头高速旋转并将搅拌针挤入待焊工件的接缝处，直至轴肩与待焊工件紧密接触；搅拌头在高速旋转的同时，沿邻接缝与工件相对移动，搅拌针对被焊材料的搅拌以及轴间与工件间的剧烈摩擦使焊核区温度明显升高而导致材料转变成塑性状态；搅拌针搅动使接缝区材料产生塑性流变和混合，轴肩对搅动变形的材料施加锻压作用，从而形成致密、可靠的搅拌摩擦焊焊缝。在焊接过程中，搅拌头在固定位置形成焊接头从而实现工件之间的连接；该过程主要包括三个阶段，即搅拌头压入过程、连接过程和搅拌头回撤过程。

但现有的搅拌摩擦焊机构，为了增加热量输入和焊接效率而增大搅拌头的下压力和转速，会使搅拌头温度急速上升，不仅加剧搅拌头的磨损，严重时会导致搅拌头的搅拌针断裂，而使焊接质量严重下降，同时当搅拌头停止工作时，搅拌头周围的冷气迅速的进入到搅拌头的表面，极大的提高了搅拌头的氧化速度，影响搅拌头的使用寿命。鉴于此，我们提出一种用于摩擦搅拌焊接的焊具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于摩擦搅拌焊接的焊具，以解决上述背景技术中提出的为了增加热量输入和焊接效率而增大搅拌头的下压力和转速，会使搅拌头温度急速上升，不仅加剧搅拌头的磨损，严重时会导致搅拌头的搅拌针断裂，而使焊接质量严重下降，同时当搅拌头停止工作时，搅拌头周围的冷气迅速的进入到搅拌头的表面，极大的提高了搅拌头的氧化速度，影响搅拌头的使用寿命的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于摩擦搅拌焊接的焊具，包括搅拌头本体以及安装在所述搅拌头本体底端的搅拌针，所述搅拌头本体的外表面间隔设置有若干个凹槽，所述凹槽的内部安装有中空管，所述中空管的底部设置有吸热管，所述吸热管的内部安装有导热板，所述导热板的一端安装有金属柱，所述金属柱的内部设置有中空腔。

优选的，所述凹槽沿所述搅拌头本体的轴长方向设置，且所述凹槽为U形槽。

优选的，所述金属柱和所述导热板无缝焊接。

优选的，所述导热板通过玻璃胶和所述中空管紧密粘连。

优选的，所述中空管的顶部设置有散热管，所述散热管的内部安装有活塞垫，所述活塞垫的顶部安装有卡球，所述卡球的顶部设置有支撑杆，所述散热管的顶部设置有排气道，所述支撑杆的顶端安装有卡板。

优选的，所述卡球和所述排气道卡接配合。

优选的，所述活塞垫和所述中空管滑动连接。

优选的，搅拌头本体的外侧设置有内轴肩，所述内轴肩的外侧设置有外轴肩，所述外轴肩的表面安装有支撑板。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该用于摩擦搅拌焊接的焊具，热量进入到中空腔内并和中空腔的内壁接触，热量通过导热板传递到中空管内部，当搅拌针停止工作时，中空管内部纯水将热量传递到导热板上并通过金属柱散发热，对搅拌针进行热量保护，避免冷空气直接接触到搅拌针表面导致搅拌针氧化，提高了搅拌针的使用寿命。

2、该用于摩擦搅拌焊接的焊具，活塞垫在中空管内上升，卡球带动支撑杆顶出卡板，此时排气道为开口状态，将热气进行排出，有利于提高热气排出的速度，加速气流运动速度，提高散热效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明搅拌头本体结构俯视图；

图3为本发明A处结构放大示意图；

图4为本发明B处结构放大示意图。

图中：1、搅拌头本体；11、内轴肩；12、外轴肩；13、支撑板；2、搅拌针；3、凹槽；31、中空管；32、散热管；33、活塞垫；34、卡球；35、支撑杆；36、排气道；37、卡板；38、吸热管；39、导热板；310、金属柱；311、中空腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：

一种用于摩擦搅拌焊接的焊具，如图1和图4所示，包括搅拌头本体1以及安装在搅拌头本体1底端的搅拌针2，搅拌头本体1的外表面间隔设置有若干个凹槽3，凹槽3的内部安装有中空管31，中空管31的底部设置有吸热管38，吸热管38的内部安装有导热板39，导热板39的一端安装有金属柱310，金属柱310的内部设置有中空腔311，凹槽3沿搅拌头本体1的轴长方向设置，且凹槽3为U形槽，金属柱310和导热板39无缝焊接，导热板39通过玻璃胶和中空管31紧密粘连，工作时，搅拌针2高速旋转产生大量的热量，金属柱310采用铜金属材质制成，铜具有极强的吸热能力，将热量吸附到金属柱310的表面并传递到导热板39表面，同时金属柱310内部设置有中空腔311，热量进入到中空腔311内并和中空腔311的内壁接触，增加了热量的接触面积，极大的提高了散热的效率，热量通过导热板39传递到中空管31内部，中空管31内部填充有纯水，纯水具有一定的蓄热能力，将导热板39表面的热量吸收到纯水内部，当搅拌针2停止工作时，中空管31内部纯水将热量传递到导热板39上并通过金属柱310散发热，对搅拌针2进行热量保护，避免冷空气直接接触到搅拌针2表面导致搅拌针2氧化，提高了搅拌针2的使用寿命。

如图1和图3所示，中空管31的顶部设置有散热管32，散热管32的内部安装有活塞垫33，活塞垫33的顶部安装有卡球34，卡球34的顶部设置有支撑杆35，散热管32的顶部设置有排气道36，支撑杆35的顶端安装有卡板37，卡球34和排气道36卡接配合，活塞垫33和中空管31滑动连接，热量进入到中空管31内为中空管31内部的纯水进行加热，当纯水热量较高时，纯水内部的分子膨胀，分子之间的间距变大，带动纯水的液面升高，并推动活塞垫33在中空管31内上升，卡球34带动支撑杆35顶出卡板37，此时排气道36为开口状态，将热气进行排出，有利于提高热气排出的速度，加速气流运动速度，提高散热效率，同时卡球34卡入排气道36进行限位，放置内部的纯水泄露。

如图1和图2所示，搅拌头本体1的外侧设置有内轴肩11，内轴肩11的外侧设置有外轴肩12，外轴肩12的表面安装有支撑板13，工作时，将搅拌头本体1安装在摩擦焊接上，并通过支撑板13对搅拌头本体1进行固定，内轴肩11和外轴肩12可以方便对搅拌头本体1进行安装和拆卸。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种用于摩擦搅拌焊接的焊具，包括搅拌头本体（1）以及安装在所述搅拌头本体（1）底端的搅拌针（2），其特征在于：所述搅拌头本体（1）的外表面间隔设置有若干个凹槽（3），所述凹槽（3）的内部安装有中空管（31），所述中空管（31）的底部设置有吸热管（38），所述吸热管（38）的内部安装有导热板（39），所述导热板（39）的一端安装有金属柱（310），所述金属柱（310）的内部设置有中空腔（311）。

2.根据权利要求1所述的用于摩擦搅拌焊接的焊具，其特征在于：所述凹槽（3）沿所述搅拌头本体（1）的轴长方向设置，且所述凹槽（3）为U形槽。

3.根据权利要求1所述的用于摩擦搅拌焊接的焊具，其特征在于：所述金属柱（310）和所述导热板（39）无缝焊接。

4.根据权利要求1所述的用于摩擦搅拌焊接的焊具，其特征在于：所述导热板（39）通过玻璃胶和所述中空管（31）紧密粘连。

5.根据权利要求1所述的用于摩擦搅拌焊接的焊具，其特征在于：所述中空管（31）的顶部设置有散热管（32），所述散热管（32）的内部安装有活塞垫（33），所述活塞垫（33）的顶部安装有卡球（34），所述卡球（34）的顶部设置有支撑杆（35），所述散热管（32）的顶部设置有排气道（36），所述支撑杆（35）的顶端安装有卡板（37）。

6.根据权利要求5所述的用于摩擦搅拌焊接的焊具，其特征在于：所述卡球（34）和所述排气道（36）卡接配合。

7.根据权利要求5所述的用于摩擦搅拌焊接的焊具，其特征在于：所述活塞垫（33）和所述中空管（31）滑动连接。

8.根据权利要求1所述的用于摩擦搅拌焊接的焊具，其特征在于：所述搅拌头本体（1）的外侧设置有内轴肩（11），所述内轴肩（11）的外侧设置有外轴肩（12），所述外轴肩（12）的表面安装有支撑板（13）。