CN110142501A - 一种静轴肩搅拌摩擦焊工具及其搅拌摩擦焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静轴肩摩擦焊工具及其搅拌摩擦焊方法，涉及焊接技术领域。该静轴肩搅拌摩擦焊工具包括电机、搅拌针、装夹机构以及轴肩。其中，搅拌针与电机的输出轴传动连接。装夹机构设置于电机的外侧壁，且具有位于搅拌针下方的装夹平台。轴肩装夹设置于装夹平台底部。在焊接作业时，轴肩被配置为与待焊板材抵接，且电机被配置为带动搅拌针扎入待焊板材。该工具结构简单，且通过将搅拌针、装夹机构以及轴肩集成于电机外侧，使得在焊接作业时易于装配。同时，由于搅拌针与轴肩均方便拆卸，因此，该工具的轴肩和搅拌针可快速更换，可适应不同的焊接场景，从而可提高焊接效率。

Description

一种静轴肩搅拌摩擦焊工具及其搅拌摩擦焊方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种静轴肩搅拌摩擦焊工具及其搅拌摩擦焊方法。

背景技术

静轴肩搅拌摩擦焊是由搅拌摩擦焊发展而来的一种固相焊接方法，它除了具有搅拌摩擦焊焊接接头强度高、组织细化、高效绿色无污染等优点外，它还可实现焊缝区域零减薄，并且其具有更低的热输入，焊后变形较小，静轴肩搅拌摩擦焊还可实现角接接头的焊接，在船舶壁板及航空航天等领域都有广泛的应用前景，但传统的静轴肩搅拌工具较庞大，设计较复杂，并且其可替换性差无法实现高效的焊接。

发明内容

本发明的目的包括提供一种静轴肩搅拌摩擦焊工具，其结构简单，易于装配，可有效地缩短装配时间，同时，该工具的轴肩和搅拌针可快速更换，可适应不同的焊接场景，从而提高焊接效率。

本发明的另一目的包括提供一种静轴肩搅拌摩擦焊用具的搅拌摩擦焊方法，该方法主要利用上述的静轴肩搅拌摩擦焊工具进行焊接，因此该方法的焊接效率高。

本发明的实施例是这样实现的：

一种静轴肩搅拌摩擦焊工具，包括:

电机；

搅拌针，与电机的输出轴传动连接；

装夹机构，设置于电机的外侧壁，且具有位于搅拌针下方的装夹平台；

轴肩，装夹设置于装夹平台底部；

其中，在焊接作业时，轴肩被配置为与待焊板材抵接，且电机被配置为带动搅拌针扎入待焊板材。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，电机的输出轴上设有刀柄，刀柄用于与输出轴同步旋转，搅拌针设置于刀柄。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，装夹机构还包括设置于装夹平台和电机的外侧壁之间的连接组件，连接组件包括第一连接板和第二连接板，第一连接板与电机的外侧壁固定连接，第二连接板的第一端与第一连接板固定连接，第二连接板的第二端朝向远离第一连接板的方向延伸，且装夹平台设置于第二端。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，装夹平台与第二连接板的第二端通过螺栓连接。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，装夹平台上设有第一轴承，且第一轴承的外圈与装夹平台过盈配合，搅拌针与第一轴承的内圈间隙配合。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，装夹平台内设有第二轴承，且第二轴承的外圈与轴肩过盈配合，且搅拌针与第二轴承间隙配合。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，装夹平台内还设有循环冷却通道，循环冷却通道用于通入冷却液，且循环冷却通道围绕第二轴承边的外圈设置。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，装夹平台与轴肩之间通过螺栓连接。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，搅拌针的远离电机的一端设有螺纹。

一种静轴肩搅拌摩擦焊工具的搅拌摩擦焊方法，包括：

启动电机，并将搅拌针扎入待焊板材。

本发明的实施例至少具备以下优点或有益效果：

本发明的实施例提供了一种静轴肩搅拌摩擦焊工具，其包括电机、搅拌针、装夹机构以及轴肩。其中，搅拌针与电机的输出轴传动连接。装夹机构设置于电机的外侧壁，且具有位于搅拌针下方的装夹平台。轴肩装夹设置于装夹平台底部。在焊接作业时，轴肩被配置为与待焊板材抵接，且电机被配置为带动搅拌针扎入待焊板材。该工具结构简单，且通过将搅拌针、装夹机构以及轴肩集成于电机外侧，使得在焊接作业时易于装配。同时，由于搅拌针与轴肩均方便拆卸，因此，该工具的轴肩和搅拌针可快速更换，可适应不同的焊接场景，从而可提高焊接效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的静轴肩搅拌摩擦焊工具结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的静轴肩搅拌摩擦焊工具的局部结构示意图。

图标：100-静轴肩搅拌摩擦焊工具；101-电机；103-搅拌针；105-装夹机构；107-装夹平台；109-轴肩；111-刀柄；112-连接组件；113-第一连接板；115-第二连接板；117-第一轴承；119-第二轴承。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征的水平高度小于第二特征的水平高度。

图1为本实施例提供的静轴肩搅拌摩擦焊工具100的结构示意图；图2为本实施例提供的静轴肩搅拌摩擦焊工具100的局部结构示意图。请参阅图1与图2，本实施例提供了一种静轴肩搅拌摩擦焊工具100，其主要用于进行搅拌摩擦焊接。

详细地，静轴肩搅拌摩擦焊工具100包括电机101、搅拌针103、装夹机构105以及轴肩109。其中，搅拌针103与电机101的输出轴传动连接。装夹机构105设置于电机101的外侧壁，且具有位于搅拌针103下方的装夹平台107。轴肩109装夹设置于装夹平台107下方，且与搅拌针103间隙配合。在焊接作业时，轴肩109被配置为与待焊板材抵接，且电机101可安装于外部设备上，外部设备可带动电机101做向下直线运动，电机101被配置为在外部设备的运动下带动搅拌针103扎入待焊板材。该工具结构简单，且通过将搅拌针103、装夹机构105以及轴肩109集成于电机101外侧，使得在焊接作业时易于装配。同时，由于搅拌针103与轴肩109均方便拆卸，因此，该工具的轴肩109和搅拌针103可快速更换，可适应不同的焊接场景，从而可提高焊接效率。

请再次参阅图1与图2，在本实施例中，电机101的输出轴上设有刀柄111，可选地，刀柄111可通过液压连接与电机101的输出轴上。刀柄111用于与输出轴同步旋转，搅拌针103设置于刀柄111的端部，以便于搅拌针103可在电机101的驱动下旋转向下运动，从而可保证摩擦焊接作业的正常进行。

请再次参阅图1与图2，在本实施例中，装夹机构105还包括设置于装夹平台107和电机101的外侧壁之间的连接组件112，连接组件112包括第一连接板113和第二连接板115，第一连接板113与电机101的外侧壁固定连接，第二连接板115的第一端与第一连接板113固定连接，第二连接板115的第二端朝向远离第一连接板113的方向延伸，且装夹平台107设置于第二端。通过连接组件112的第一连接板113和第二连接板115的设置，使得装夹平台107可位于搅拌针103下方，从而便于轴肩109与搅拌针103的空隙配合，以保证摩擦焊接作业的正常进行。

作为优选的方案，为了便于拆卸与安装，装夹平台107与第二连接板115的第二端通过螺栓连接。通过螺栓将装夹平台107与第二连接板115固定连接，使得装夹平台107安装后的平稳性也可得到提高，从而可保证焊接作业的效果与质量。

请再次参阅图1与图2，在本实施例中，装夹平台107上设有第一轴承117，且第一轴承117与装夹平台107过盈配合，第一轴承117与搅拌针103间隙配合。装夹平台107内设有第二轴承119，且第二轴承119与轴肩109过盈配合，且第二轴承119与搅拌针103间隙配合。通过第一轴承117和第二轴承119的设置可有效地减少搅拌针103与接触部位的摩擦，从而保证搅拌针103的搅拌焊接作业的高效进行。

作为优选的方案，在本实施例中，装夹平台107内还设有循环冷却通道，循环冷却通道用于通入冷却液，且循环冷却通道围绕第二轴承119边缘设置。通过循环冷却通道的设置，使得冷却液可快速的冷却第二轴承119，避免损坏搅拌针103或第二轴承119，提高部件的使用寿命，保证冷却效果。

可选地，在本实施例中，装夹平台107与轴肩109之间通过螺栓连接，以便于拆卸与更换，从而可适应不同的焊接场景，进而可提高焊接效率。

进一步优选地，在本实施例中，搅拌针103的末端设有螺纹。通过螺纹的设置可提高搅拌摩擦焊接作业的效率，保证焊接质量。

本发明的实施例还提供了一种静轴肩搅拌摩擦焊工具100的搅拌摩擦焊方法，包括：将静轴肩搅拌摩擦焊工具100组装完成后，启动电机101，并将搅拌针103扎入待焊板材。

详细地，首先进行工具装夹，将第一连接板113连接到电机101的外侧壁上，将第一轴承117和第二轴承119分别装夹到装夹机构105与轴肩109上。然后，将装有第二轴承119的轴肩109装夹到装夹机构105上，并将装夹机构105与第二连接板115固定连接，同时将搅拌针103装夹到刀柄111上，最后将第二连接板115连接到第一连接板113上。接着，进行焊接阶段，启动电机101，将搅拌针103扎入待焊材料，并完成焊接。并且，在结束焊接后，停止电机101，将这个电机101抬起即可。

在上述步骤中，通过将搅拌针103、装夹机构105以及轴肩109集成于电机101外侧，使得在焊接作业时易于装配。同时，由于搅拌针103与轴肩109均方便拆卸，因此，该工具的轴肩109和搅拌针103可快速更换，可适应不同的焊接场景，从而可提高焊接效率。

综上所述，本发明的实施例提供的静轴肩搅拌摩擦焊工具100，其结构简单，易于装配，可有效地缩短装配时间，同时，该工具的轴肩109和搅拌针103可快速更换，可适应不同的焊接场景，从而提高焊接效率。

本发明的实施例提供的静轴肩109搅拌摩擦焊用具的搅拌摩擦焊方法，该方法主要利用上述的静轴肩搅拌摩擦焊工具100进行焊接，因此该方法的焊接效率高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种静轴肩搅拌摩擦焊工具，其特征在于，包括:

电机；

搅拌针，与所述电机的输出轴传动连接；

装夹机构，设置于所述电机的外侧壁，且具有位于所述搅拌针下方的装夹平台；

轴肩，装夹设置于所述装夹平台底部；

其中，在焊接作业时，所述轴肩被配置为与待焊板材抵接，且所述电机被配置为带动所述搅拌针扎入所述待焊板材。

2.根据权利要求1所述的静轴肩搅拌摩擦焊工具，其特征在于：

所述电机的输出轴上设有刀柄，所述刀柄用于与所述输出轴同步旋转，所述搅拌针设置于所述刀柄。

3.根据权利要求1所述的静轴肩搅拌摩擦焊工具，其特征在于：

所述装夹机构还包括设置于所述装夹平台和所述电机的外侧壁之间的连接组件，所述连接组件包括第一连接板和第二连接板，所述第一连接板与所述电机的外侧壁固定连接，所述第二连接板的第一端与所述第一连接板固定连接，所述第二连接板的第二端朝向远离所述第一连接板的方向延伸，且所述装夹平台设置于所述第二端。

4.根据权利要求3所述的静轴肩搅拌摩擦焊工具，其特征在于：

所述装夹平台与所述第二连接板的第二端通过螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的静轴肩搅拌摩擦焊工具，其特征在于：

所述装夹平台上设有第一轴承，且所述第一轴承的外圈与装夹平台过盈配合，所述搅拌针与所述第一轴承间隙配合。

6.根据权利要求1所述的静轴肩搅拌摩擦焊工具，其特征在于：

所述装夹平台内设有第二轴承，且所述第二轴承的外圈与所述轴肩过盈配合，且所述搅拌针与所述第二轴承间隙配合。

7.根据权利要求6所述的静轴肩搅拌摩擦焊工具，其特征在于：

所述装夹平台内还设有循环冷却通道，所述循环冷却通道用于通入冷却液，且所述循环冷却通道围绕所述第二轴承的外圈设置。

8.根据权利要求1所述的静轴肩搅拌摩擦焊工具，其特征在于：

所述装夹平台与所述轴肩之间通过螺栓连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的静轴肩搅拌摩擦焊工具，其特征在于：

所述搅拌针的远离所述电机的一端设有螺纹。

10.一种权利要求1至9中任一项所述的静轴肩搅拌摩擦焊工具的搅拌摩擦焊方法，其特征在于，包括：

启动所述电机，以将所述搅拌针扎入所述待焊板材。