CN112122768B - 一种静止轴肩搅拌摩擦焊焊具、焊接装置及焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及搅拌摩擦焊接的技术领域，具体涉及一种静止轴肩搅拌摩擦焊焊具、焊接装置及焊接系统。其中的焊具，在搅拌头的夹持端内设有冷却通道，其中，可以通冷却气、冷却水或其他冷却介质，在搅拌头与静止轴肩配合的侧壁上设有至少一个与所述冷却通道连通的第一孔，所述静止轴肩侧壁上设有至少一个与所述第一孔相对应的工艺孔。通过所述夹持端内设的冷却通道，以及与该冷却通道连通的第一孔结构，在搅拌头内形成内部联通孔结构，允许冷却介质通过，所述冷却介质通过工艺孔或其他孔排出至焊具外，因此在焊接过程中，通入的冷却介质有利于降低搅拌头和静止轴肩的温度，提高焊具的使用寿命。

Description

一种静止轴肩搅拌摩擦焊焊具、焊接装置及焊接系统

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊接的技术领域，具体涉及一种静止轴肩搅拌摩擦焊焊具、焊接装置及焊接系统。

背景技术

焊具是实现焊接功能的工具，其主要是由轴肩和搅拌针组成。常规搅拌摩擦焊的焊具中，轴肩和搅拌针为一体式，即在焊具旋转实现焊接过程中，轴肩和搅拌针是同时旋转的，该方法在焊接过程中容易产生较大的飞边，需要人工进行打磨；而且，相对于静止轴肩搅拌摩擦焊，焊接过程中热量输入较大，导致工件变形也略大。

静止轴肩搅拌摩擦焊是在常规搅拌摩擦焊基础上发展而来的方法。其焊具特点为：轴肩和搅拌针是分离的，且焊接过程中，搅拌针旋转，轴肩不旋转或差速旋转，该方法可有效减少热量的输入和飞边的产生，提高焊缝表面质量和焊缝强度。静止轴肩搅拌摩擦焊过程中，被摩擦软化的材料会沿着搅拌针和轴肩的间隙进入，并在轴肩内部累积，当累积到一定程度会对搅拌针的转动产生较大的阻碍作用，容易导致焊接过程不稳定，甚至是设备损坏。

为了防止轴肩内部进料堆积，专利文献CN201710903383.7公开了一种有利于排出进料的静轴肩搅拌摩擦焊工具，通过搅拌工具的下部的凸起结构与静轴肩中心的圆柱形台阶孔之间形成空隙，同时在轴肩的空隙段，具有渗料排出孔。在搅拌工具凸起结构和渗料排出孔的共同作用下，将进入到轴肩内的渗料排出去。

上述专利文献中，其虽然可以将进入到轴肩内的渗料排出去，但由于材料进入到静止轴肩与搅拌针间的间隙后，搅拌针高速旋转，并与夹在搅拌针和静止轴肩之间的材料摩擦，产生大量的热，同时，在焊接热作用下，搅拌针和轴肩，尤其是与焊接材料接触的一端温度较高。长时间工作在高温环境会使搅拌针和轴肩发生软化，严重降低两者的使用寿命。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于抑制材料进入静止轴肩与搅拌针之间的缝隙，促进搅拌头冷却，增加搅拌头及静止轴肩寿命，从而提供一种静止轴肩搅拌摩擦焊焊具、焊接装置及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其包括：搅拌头和静止轴肩，所述搅拌头和静止轴肩间隙配合；所述搅拌头具有工作端和夹持端，所述搅拌头的工作端具有搅拌针和辅助轴肩，所述搅拌头的夹持端内设有冷却通道；其中，搅拌头与所述静止轴肩配合的侧壁上设有至少一个与所述冷却通道连通的第一孔；所述静止轴肩侧壁上设有至少一个与所述第一孔相对应的工艺孔。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，还包括轴套和安装刀柄；所述搅拌头收纳于所述安装刀柄内，所述安装刀柄和搅拌头穿设于所述轴套内。

可选择地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头通过第一锁定件与安装刀柄锁定；所述静止轴肩通过第二锁定件与轴套锁定。进一步地，所述第一锁定件可选择为顶丝等螺纹锁紧件或液压锁紧件；所述安装刀柄上具有供所述顶丝穿过以锁定搅拌头的第一安装孔，所述轴套上具有与所述第一安装孔配合的第二安装孔；所述第二锁定件为安装螺母等螺纹锁紧件，或液压锁紧件。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述安装刀柄内具有与所述冷却通道连通的空腔结构。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头具有下阶梯结构，所述下阶梯结构靠近所述辅助轴肩，并位于所述辅助轴肩的上方；所述静止轴肩具有与所述下阶梯结构配合的阶梯结构。

进一步地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述静止轴肩上具有若干排屑孔，所述排屑孔与所述下阶梯结构相对应。

进一步地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述下阶梯结构包括两个或多个直径不同的圆柱或圆锥结构。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头还具有上阶梯结构，该上阶梯结构位于所述第一孔下方；所述静止轴肩具有与所述上阶梯结构配合的阶梯结构，所述上阶梯结构和下阶梯结构之间对应的静止轴肩结构上具有若干个排屑槽。

进一步地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头上设有第二孔，其设于所述上阶梯结构和下阶梯结构之间，并与所述排屑槽相对应；所述第二孔与所述冷却通道连通。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头具有锥面结构，该锥面结构位于下阶梯结构的上方。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头上具有定位法兰，所述定位法兰用于限定搅拌头与静止轴肩的相对位置；所述静止轴肩上具有定位柱，所述定位柱适于插入所述轴套与所述安装刀柄之间的环形缝隙以完成定位。

可选择地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述静止轴肩与搅拌头的轴向位置可调。

可选择地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述轴套内还可设有冷却通道。

可选择地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头与安装刀柄之间具有阻热结构。

本发明还提供一种焊接装置，其包括电机、旋转主轴和固定在所述旋转主轴上的焊具，所述焊具上述的焊具；以及包括与所述焊具连接的冷却介质输送器。

本发明还提供一种焊接系统，其包括上述的焊接装置，以及控制器，所述控制器用于调整焊接过程中压力、温度或位移中的一种或多种参数。

本发明技术方案，具有如下优点：

1、本发明提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其在搅拌头的夹持端内设有冷却通道，并且在搅拌头与所述静止轴肩配合的侧壁上设有至少一个与所述冷却通道连通的第一孔，所述静止轴肩侧壁上设有至少一个与所述第一孔相对应的工艺孔。通过所述夹持端内设的冷却通道，以及与该冷却通道连通的第一孔结构，在搅拌头内形成内部联通孔结构，该联通孔结构允许通过冷却气、冷却水或其他冷却介质通过，所述冷却介质通过工艺孔或其他孔排出至焊具外，因此在焊接过程中，通入的冷却介质有利于降低搅拌头和静止轴肩的温度，提高焊具的使用寿命。

2、本发明提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其搅拌头具有下阶梯结构，所述下阶梯结构靠近所述辅助轴肩，并位于所述辅助轴肩的上方；所述静止轴肩具有与所述下阶梯结构配合的阶梯结构，从而增加在焊接过程中软化材料上移的阻力，从而避免材料易被吸进静止轴肩与搅拌头之间，以防止阻碍搅拌头和静止轴肩二者的相对移动。

3、本发明提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，静止轴肩上具有若干排屑孔，所述排屑孔与所述下阶梯结构相对应。该设置方式使得搅拌头下阶梯结构与排屑孔相交，从而此处搅拌头被分为若干段，且静止轴肩上排屑孔与下阶梯结构处于同一水平面，当被内部阶梯结构阻碍的材料经过排屑孔时，内部台阶对材料的阻碍力降低，材料得到释放而被排出静止轴肩，因此该结构促使材料在排屑孔处的排出。

4、本发明提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，在搅拌头的上阶梯结构和下阶梯结构之间设有第二孔，该第二孔结构与所述排屑槽相对应，并且与所述冷却通道连通，该第二孔能够将冷却介质传导至更靠近焊接区域的位置，从而提高对轴肩和搅拌头的冷却效率，有效降低搅拌头和轴肩的温度；同时，冷却介质从第二孔的排出，进面促进突破下阶梯结构缝隙的材料从排屑槽排出，进一步促进静止轴肩缝隙残余材料流出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例中提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具安装示意图；

图2为本发明实施例中提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具安装剖视图；

图3为本发明实施例中提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具结构示意图；

图4为图3中焊具结构B-B方向的剖视图；

图5为图3中焊具结构C-C方向的剖视图；

图6为本发明实施例1中提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具搅拌头结构图；

图7a为图6中D-D方向的剖面图；

图7b为图6中E-E方向的剖面图；

图8为本发明实施例1中提供的静止轴肩结构示意图；

图9为本发明实施例2中提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具剖视图；

附图标记说明：

10-安装刀柄；20-轴套；30-搅拌头；40-静止轴肩；50-安装螺母；60-顶丝；11-第一安装孔；21-第二安装孔；31-夹持端；32-搅拌针；33-冷却通道；331-第一孔；34-上阶梯结构；35-第二孔；36-定位法兰；37-下阶梯结构；38-安装平面；39-辅助轴肩；41-排屑槽，42-排屑孔，43-定位柱，44-限位法兰，45-工艺孔；46-定位锥，47-配合锥面，48-配合的阶梯结构，49-铣平结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，指示的方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，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，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1-8所示，本实施例提供一种静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其包括：搅拌头30和静止轴肩40，所述搅拌头30和静止轴肩40间隙配合；所述搅拌头30具有工作端和夹持端31，所述搅拌头30的工作端具有搅拌针32和辅助轴肩39，所述搅拌头30的夹持端31内设有冷却通道33，该冷却通道优选为中心区域沿周向方向的空心结构；其中，搅拌头30与所述静止轴肩40配合的侧壁上设有至少一个与所述冷却通道连通的第一孔331，如图6所示，该第一孔331为四个；所述静止轴肩侧壁上设有至少一个与所述第一孔331相对应的工艺孔45。本实施例提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其通过所述夹持端内设的冷却通道，以及与该冷却通道连通的第一孔结构，在搅拌头内形成内部联通孔结构，该联通孔结构允许通过冷却气、冷却水或其他冷却介质通过；所述冷却介质通过工艺孔或其他孔排出至焊具外，因此在焊接过程中，通入的冷却介质有利于降低搅拌头和静止轴肩的温度，提高焊具的使用寿命。

如图1-2所示，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具还包括轴套20和安装刀柄10；所述搅拌头30插入所述安装刀柄10内，所述安装刀柄10和搅拌头30穿设于所述轴套20内，所述安装刀柄内具有与所述冷却通道连通的空腔结构；可选择地，所述搅拌头通过第一锁定件与安装刀柄锁定；所述静止轴肩通过第二锁定件与轴套锁定，该第二锁定件可选择为安装螺母50。安装时，轴套20与安装刀柄10安装于主轴上，其中，安装刀柄10在轴套20内部。搅拌针30可以沿着纵向轴线插入到安装刀柄10中，直至搅拌针定位法兰36与安装刀柄10接触。轴套20在安装刀柄10的第一安装孔11对应高度处存在第二安装孔21，其中，第一安装孔可选择为螺纹孔，第二安装孔也即工艺窗口，该工艺窗口的最小直径处需大于安装刀柄10的螺纹孔直径，保证使用内六角螺栓等外部工具能够通过轴套20的工艺窗口拧紧或松弛安装刀柄10上的作为第一锁定件的顶丝60，从而实现搅拌针的安装或拆卸，该顶丝可以设置为1-5个；并且在安装时通过外部抗扭固定结构将搅拌头限制，可以保证固定时搅拌头在焊接过程中相对于安转刀柄不发生相对运动。

可选择地，轴套20可实现旋转与静止状态切换，实现静止轴肩40与搅拌头30的相对或同步运动，其中，轴套20可通过螺栓或液压夹持机构抗扭的连接在外部运动装置；该外部运动装置可以选择为工业机器人、龙门机床或其他可移动的机构；轴套刚性固定在外部运动装置上的非旋转部件上。安装刀柄连接在外部旋转动力装置上，即安装刀柄可在外部旋转驱动作用下围绕自身轴线旋转，安装刀柄相对于轴套可发生相对旋转运动。静止轴肩可插入到适配的轴套上，通过定位柱43进行自定位，保证同轴度，直至轴肩的限位法兰44与轴套接触。静止轴肩与轴套通过紧固结构、螺纹结构等实现两者的连接，使两者不会发生相对转动。

可选择地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，当采用螺纹连接时，该配合的螺纹旋向的选择应与焊接过程中搅拌针的旋转方向相关。当搅拌针沿逆时针旋转(从图3远焊侧方向观察)，静止轴肩和轴套的配合螺纹选型应为右旋螺纹；当搅拌针沿顺时针旋转(从图3远焊侧方向观察)，静止轴肩和轴套的配合螺纹选型应为左旋螺纹。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述轴套内还可设有冷却通道，该冷却通道可为水冷、气冷装置，实现轴套20的冷却。同时，可在搅拌头30与静止轴肩40之间增加气冷，有效降低搅拌头温度。优选地，为避免安装刀柄受热软化，可在搅拌头与安装刀柄之间增加热导率低的阻热结构，可实现降低搅拌头与安装刀柄之间热传导，增加刀柄寿命，该阻热结构材料可以是陶瓷、钛合金、石棉等。

可选择地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述静止轴肩与搅拌头的轴向位置可调。可在静止轴肩与轴套或搅拌头与安装刀柄或轴套与主轴或安装刀柄与主轴之间加装垫片或液压伸缩机构或其他的具有调整功能的结构实现静止轴肩与搅拌针相对高度差的调整，使其达到预期值。优选地，搅拌针辅助轴肩与静止轴肩的高度差不超过±1mm，可得到良好成形的焊缝。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头具有下阶梯结构37，所述下阶梯结构37靠近所述辅助轴肩，并位于所述辅助轴肩的上方；所述静止轴肩具有与所述下阶梯结构37配合的阶梯结构48，与所述下阶梯结构37配合是指静止轴肩与搅拌头安装后，排屑孔42与搅拌头下阶梯结构37处于同一经度上，即静止轴肩上配合阶梯48处于排屑孔42位置处。其中，配合的阶梯结构48是指静止轴肩的端部内轮廓与搅拌头的外轮廓至少在近焊侧的一端的外形是圆柱或圆柱状的阶梯结构。如图4-5所示，该阶梯结构远焊侧方向具有锥面结构，该锥面结构与静止轴肩上配合锥面47相配合，实现促进搅拌针和静止轴肩间隙的废料向下和向外的驱动作用，从而增加在焊接过程中软化材料上移的阻力，从而避免材料易被吸进静止轴肩与搅拌头之间，以防止阻碍搅拌头和静止轴肩二者的相对移动，促进材料从配屑孔内排出。

进一步地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述静止轴肩上具有若干排屑孔42，所述排屑孔42与所述下阶梯结构相对应，该设置方式使得搅拌头下阶梯结构与排屑孔相交，从而此处搅拌头被分为若干段，且静止轴肩上排屑孔与下阶梯结构处于同一水平面，当被内部阶梯结构阻碍的材料经过排屑孔时，内部台阶对材料的阻碍力降低，材料得到释放而被排出静止轴肩，因此该结构促使材料在排屑孔处的排出。另外，可选择地，配合的阶梯结构48与排屑孔42可不再同一位置，也就是说，排屑孔42与所述下阶梯结构不相对应的设置。

可选择地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，搅拌头和静止轴肩锥面结构的角度相同或不同，两者角度相差不超过±15°；优选地，搅拌针和静止轴肩锥面与近焊侧圆柱形的连接过渡部分为圆弧。

进一步地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述下阶梯结构37包括两个或多个直径不同的圆柱或圆锥结构，其中，阶梯数量可选择为1-20个；当至少存在一个锥形结构时，从近焊侧到远焊侧，圆柱结构的直径逐渐变大。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头还具有上阶梯结构34，该上阶梯结构位于所述第一孔331下方；所述静止轴肩具有与所述上阶梯结构34配合的阶梯结构，所述上阶梯结构和下阶梯结构之间对应的静止轴肩结构上具有若干个排屑槽41。该排屑槽41位于静止轴肩排屑孔的远焊侧，可选择地，排屑槽的面积大于单个排屑孔42的面积；且排屑槽容易出料的方向应与搅拌针特定旋转方向对材料的驱动作用相同。排屑槽有利于进一步将未能及时沿排屑槽排出的料清除排出。排屑孔可为矩形、圆角矩形、三角形等结构。搅拌头上阶梯结构34与静止轴肩也可组成阶梯结构。两者之间组成的狭小缝隙可有效阻止材料上溢，将未能通过排屑槽及时排出的材料限制在远焊侧阶梯孔以下，并且都从排屑槽排出，从而减小进料的高度和与搅拌针及静止轴肩的摩擦接触面积，有利于提高搅拌针和静止轴肩的使用寿命。

进一步地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头上设有第二孔35，其设于所述上阶梯结构和下阶梯结构之间，并与所述排屑槽41相对应，所述第二孔35与所述冷却通道33连通。该第二孔35能够将冷却介质传导至更靠近焊接区域的位置，从而提高对轴肩和搅拌头的冷却效率，有效降低搅拌头和轴肩的温度；同时，冷却介质从第二孔的排出，还能够进一步促进突破下阶梯结构缝隙的材料从排屑槽排出，进一步促进静止轴肩缝隙残余材料流出。所述工艺孔可使搅拌针与静止轴肩处于任何一种旋转相对位置，在静止轴肩该窗口上始终能观察到至少一个孔。这可以使在焊后安转刀柄在外部驱动装置带动下停转后，安转刀柄上的螺纹孔不一定能够正对轴套上的第二安装孔，则无法使用外部工具拆卸顶丝60。在这种情况下，使用外部细长杆件穿过静止轴肩的工艺孔插入到搅拌针周边孔中，并旋转搅拌针，能够带动夹持柄旋转直至夹持柄的顶丝孔正对于轴套的通孔，从而完成拆卸搅拌针的操作。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，搅拌针冷却通道33的中心轴线方向可以搅拌头中心轴线重合，也可以形成一定角度或平移。相对应的，静止轴肩的工艺孔可以为水平的，成一定角度。但需保证工艺孔的窗口与第一孔331相对应，以保证冷却介质(例如气体)的快速排出。

可选择地，上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，静止轴肩端面与搅拌针、轴肩表面可附有涂层，增加结构的耐磨性，提高结构寿命；另外，静止轴肩与搅拌头上可安装有压力传感器、温度传感器、位移传感器等多种传感器，实现焊接过程中智能控制。可选择地，静止轴肩侧边沿周向存在至少两个铣平结构49，该铣平结构有助于在外部工具作用下，使静止轴肩围绕轴线转动至某需要的位置。

上述静止轴肩搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌头具有锥面结构，该锥面结构位于下阶梯结构的上方。

本实施例提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具安装过程如下：

轴套20与安装刀柄10安装与搅拌摩擦焊机器人主轴上，其中，安装刀柄在轴套内部。搅拌头30可以沿着纵向轴线插入到安装刀柄10中，直至搅拌头的定位法兰36与安装刀柄10接触。搅拌头安装时采用M10顶丝安装，轴套上工艺窗口的直径为12mm。本实施例中，搅拌头夹持端采用圆形铣平结构，安装平面可以实现顶丝的快捷固定，同时实现搅拌头与安装刀柄不发生相对转动的情况。

静止轴肩插入到适配的轴套上，通过定位柱43进行自定位，直至轴肩的限位法兰44与轴套接触。静止轴肩与轴套通过安装螺母50实现两者的连接，使两者不会发生相对转动。为了保证静止轴肩与搅拌头轴肩高度差相同，在静止轴肩与轴套之间增加垫片。

静止轴肩与搅拌头上阶梯和下阶梯组成两个阶梯配合，阻止材料上移。静止轴肩上开有6个排屑孔，2个排屑槽和1个工艺孔。实现材料搅拌头与静止轴肩之间材料的快速排出。搅拌头上开有上下两排第一孔和第二孔，增加搅拌头冷却能力。静止轴肩侧边沿周向存在两个铣平结构49，该削平结构有助于在外部工具作用下，使静止轴肩围绕轴线转动至某需要的位置。

实施例2

如图9所示，本实施例提供一种静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，与实施例1的不同之处在于，所述搅拌头不具有下阶梯结构，其中，排屑孔42与辅助轴肩的圆柱侧壁相对应，并且在辅助轴肩的圆柱侧壁之上具有锥形段。其通过所述夹持端内设上下两层的冷却通道，以及与该冷却通道连通的第一孔结构，在搅拌头内形成内部联通孔结构，该联通孔结构允许通过冷却气、冷却水或其他冷却介质通过，因此在焊接过程中，通入的冷却介质有利于降低搅拌头和静止轴肩的温度，提高焊具的使用寿命。

实施例3

本实施例提供一种静止轴肩搅拌摩擦焊焊接装置，其包括实施例1或2中所述的焊具，以及包括电机、旋转主轴和与所述焊具连接的冷却介质输送器；其中，焊具安装在所述旋转主轴上。本实施例提供的静止轴肩搅拌摩擦焊焊接装置，其在焊接过程中，可采用冷却介质降低搅拌头和静止轴肩的温度，提高焊具的使用寿命以及焊接效率。

实施例4

本实施例提供一种焊接系统，其包括实施例3所述的焊接装置，以及控制器，所述控制器用于调整焊接过程中压力、温度或位移中的一种或多种参数。其中，所述控制器可以与静止轴肩与搅拌头上安装的压力传感器、温度传感器、位移传感器等多种传感器通信连接，实时收集焊接过程中各种焊接数据并进行分析，以调整焊接过程中压力、温度或位移中的一种或多种参数，实现焊接智能化。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，包括：

搅拌头和静止轴肩，所述搅拌头和静止轴肩间隙配合；

所述搅拌头具有工作端和夹持端，所述搅拌头的工作端具有搅拌针和辅助轴肩，所述搅拌头的夹持端内设有冷却通道；

其中，

搅拌头与所述静止轴肩配合的侧壁上设有至少一个与所述冷却通道连通的第一孔；所述静止轴肩侧壁上设有至少一个与所述第一孔相对应的工艺孔；

所述搅拌头具有下阶梯结构，所述下阶梯结构靠近所述辅助轴肩，并位于所述辅助轴肩的上方；所述静止轴肩具有与所述下阶梯结构配合的阶梯结构；所述静止轴肩上具有若干排屑孔，所述排屑孔与所述下阶梯结构相对应，所述搅拌头下阶梯结构与所述排屑孔相交，且所述排屑孔与所述下阶梯结构处于同一水平面；

所述搅拌头具有上阶梯结构，该上阶梯结构位于所述第一孔下方；所述静止轴肩具有与所述上阶梯结构配合的阶梯结构，所述上阶梯结构和下阶梯结构之间对应的静止轴肩结构上具有若干个排屑槽；

所述搅拌头上设有第二孔，其设于所述上阶梯结构和下阶梯结构之间，并与所述排屑槽相对应；所述第二孔与所述冷却通道连通。

2.根据权利要求1所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，还包括轴套和安装刀柄；所述搅拌头收纳于所述安装刀柄内，所述安装刀柄和搅拌头穿设于所述轴套内。

3.根据权利要求2所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述搅拌头通过第一锁定件与安装刀柄锁定；所述静止轴肩通过第二锁定件与轴套锁定。

4.根据权利要求2所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述安装刀柄内具有与所述冷却通道连通的空腔结构。

5.根据权利要求3所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述第一锁定件为顶丝；所述安装刀柄上具有供所述顶丝穿过以锁定搅拌头的第一安装孔，所述轴套上具有与所述第一安装孔配合的第二安装孔。

6.根据权利要求3所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述第二锁定件为安装螺母。

7.根据权利要求1所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述下阶梯结构包括两个或多个直径不同的圆柱或圆锥结构。

8.根据权利要求1所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述搅拌头具有锥面结构，该锥面结构位于下阶梯结构的上方。

9.根据权利要求1-3任一项所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述静止轴肩与搅拌头的轴向位置可调。

10.根据权利要求2或3所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述搅拌头上具有定位法兰，所述定位法兰用于限定搅拌头与静止轴肩的相对位置；所述静止轴肩上具有定位柱，所述定位柱适于插入所述轴套与所述安装刀柄之间的环形缝隙以完成定位。

11.根据权利要求2或3所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述轴套内设有冷却通道，所述冷却通道内可通入冷却介质。

12.根据权利要求2或3所述的静止轴肩搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述搅拌头与安装刀柄之间具有阻热结构。

13.一种焊接装置，其特征在于，包括电机、旋转主轴和固定在所述旋转主轴上的焊具，所述焊具为权利要求1-8任一项所述的焊具；以及包括与所述焊具连接的冷却介质输送器。

14.一种焊接系统，其特征在于，包括权利要求13所述的焊接装置，以及控制器，所述控制器用于调整焊接过程中压力、温度或位移中的一种或多种参数。