CN112355464B - 一种搅拌摩擦焊保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌摩擦焊保护装置，涉及搅拌摩擦焊设备技术领域，包括冷却筒、散热机构、防护机构、焊头机构，所述冷却筒的内部设置有冷却舱、环形槽，所述环形槽位于冷却舱内壁侧面靠近底端位置处。本发明通过设置冷却筒、冷却舱、过滤板、连接轴承、转轴、卡槽、一号固定孔、定位槽、散热机构、螺旋冷却管、扇叶、套环、一号限位卡块、冷却水进管以及出水管可对焊接材料的焊缝表面进行降温，转轴通过套环可带动扇叶转动，扇叶转动可将外部空气通过过滤板吸入冷却舱内，并与螺旋冷却管内的冷却水产生换热现象温度下降，降温后的冷空气会继续被扇叶带动向下运动至焊接材料的表面，通过冷空气可对焊接材料的焊缝表面进行降温。

Description

一种搅拌摩擦焊保护装置

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊设备技术领域，具体为一种搅拌摩擦焊保护装置。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种绿色的固相连接技术，与传统的熔焊相比，具有焊接变形小、无污染、焊缝不会出现裂纹和咬边等熔焊常见的缺陷，广泛地应用于航天、航空、船舶、电子等行业。

现有的搅拌摩擦焊设备在进行铝合金厚板搅拌摩擦焊时，焊缝表面的温度高，而焊缝底部的温度低，过大的温差会影响焊缝的质量，导致焊缝接头处的疲劳性能减低，从而影响焊接材料的整体疲劳寿命。

因此发明了一种搅拌摩擦焊保护装置。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决焊缝表面温度与底端温度温差过大的问题，提供一种搅拌摩擦焊保护装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种搅拌摩擦焊保护装置，包括冷却筒、散热机构、防护机构、焊头机构，所述冷却筒的内部设置有冷却舱、环形槽，所述环形槽位于冷却舱内壁侧面靠近底端位置处，所述冷却舱内壁靠近顶端位置处套接有过滤板，所述过滤板的内壁套接有连接轴承，所述连接轴承的内壁套接有转轴，所述转轴的底端贯穿冷却筒至冷却筒的底端设置有卡槽、连接槽孔、定位槽，所述连接槽孔位于转轴的底端中心位置，所述卡槽、定位槽位于连接槽孔的外侧，所述定位槽位于卡槽的一侧，所述转轴靠近底端的外壁一端设置有一号固定孔，所述散热机构、防护机构位于冷却舱内部，所述焊头机构位于冷却筒的下方并与连接槽孔相互套接。

优选地，所述散热机构包括螺旋冷却管、扇叶、一号限位卡块、冷却水进管以及出水管，所述扇叶、套环位于螺旋冷却管下方，所述扇叶位于套环的外壁侧面，所述一号限位卡块位于套环的内壁侧面，所述转轴贯穿至冷却舱内部贯穿螺旋冷却管与套环的外壁相互套接，所述冷却水进管、出水管位于冷却筒的外壁一端，所述出水管位于冷却水进管的下方，所述冷却水进管、出水管贯穿至冷却舱内部分别与螺旋冷却管的两端连接。

优选地，所述防护机构包括防护板、套接孔、二号限位卡块、伸缩槽、伸缩弹簧、压缩块以及伸缩卡块，所述防护板位于冷却舱内部靠近底端位置处，所述套接孔位于防护板的顶端中心位置处，所述二号限位卡块位于套接孔的内壁侧面，所述伸缩槽位于防护板的外壁两端，所述伸缩弹簧、压缩块位于伸缩槽的内部，所述伸缩卡块位于防护板的一端并贯穿至伸缩槽内部与压缩块连接，所述伸缩弹簧位于压缩块远离伸缩卡块的一端。

优选地，所述焊头机构包括轴肩、搅拌针、连接柱、定位块以及固定螺栓，所述搅拌针位于轴肩底端，所述连接柱、定位块位于轴肩的顶端，所述定位块位于连接柱的一侧，所述连接柱的外壁一端设置有二号固定孔，所述连接柱与连接槽孔内壁相互套接，所述定位块与定位槽的内壁相互套接，所述固定螺栓位于转轴的外壁一端并贯穿一号固定孔至连接槽孔内部与二号固定孔内壁相互套接。

优选地，所述卡槽的数量设置有多个，所述一号限位卡块的数量与卡槽、定位槽的数量总和相匹配，多个所述一号限位卡块以套环为中心均匀分布在套环的内壁上，多个所述一号限位卡块分别与卡槽、定位槽的内壁相互套接。

优选地，所述套接孔与转轴的外壁相互套接，所述防护板的顶端与套环的底端紧密贴合，所述二号限位卡块的数量卡槽、定位槽的数量总和相匹配，多个所述二号限位卡块分布与卡槽、定位槽的内壁相互套接。

优选地，所述扇叶的数量设置有多个，多个所述扇叶以套环位置为中心均匀分布，所述扇叶的厚度小于套环的高度，所述扇叶的底端与防护板的顶端没有接触，所述扇叶远离套环的一端与冷却舱的内壁存在间隙。

优选地，所述伸缩卡块远离防护板的一端与环形槽的内壁相互套接，所述伸缩卡块的外壁直径小于环形槽的内壁高度。

优选地，所述连接柱的高度与连接槽孔的内壁高度相匹配，所述连接槽孔的内壁高度小于卡槽、定位槽的内壁高度，所述定位块的顶端与防护板的底端紧密贴合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置冷却筒、冷却舱、过滤板、连接轴承、转轴、卡槽、一号固定孔、定位槽、散热机构、螺旋冷却管、扇叶、套环、一号限位卡块、冷却水进管以及出水管可对焊接材料的焊缝表面进行降温，转轴通过套环可带动扇叶转动，扇叶转动可将外部空气通过过滤板吸入冷却舱内，空气进入冷却舱会螺旋冷却管内的冷却水产生换热现象温度下降，降温后的冷空气会继续被扇叶带动向下运动至焊接材料的表面，通过冷空气可对焊接材料的焊缝表面进行降温，可有效提高焊接材料的焊接质量；

2、本发明通过设置环形槽、防护板、套接孔、二号限位卡块、伸缩槽、伸缩弹簧、压缩块以及伸缩卡块可对散热机构进行保护，防护板通过二号限位卡块可与扇叶随着转轴进行同步转动，防护板可避免焊接过程中产生的碎屑飞入冷却舱内影响散热机构的现象发生，另外防护板通过伸缩卡块与环形槽的连接可对扇叶进行固定，避免在进行轴肩拆卸维护时发生脱落现象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构剖视图；

图3为本发明的结构剖视爆炸图；

图4为本发明的图3中A处位置的放大图；

图5为本发明的防护机构的剖视爆炸图；

图6为本发明的套环、扇叶的结构示意图；

图7为本发明的焊头机构的部分结构示意图；

图8为本发明的转轴底端竖直剖视的结构剖视图；

图9为本发明的转轴底端横向剖视的结构剖视图。

图中：1、冷却筒；101、冷却舱；102、环形槽；2、过滤板；3、连接轴承；4、转轴；401、卡槽；402、一号固定孔；403、连接槽孔；404、定位槽；5、散热机构；501、螺旋冷却管；502、扇叶；503、套环；504、一号限位卡块；505、冷却水进管；506、出水管；6、防护机构；601、防护板；602、套接孔；603、二号限位卡块；604、伸缩槽；605、伸缩弹簧；606、压缩块；607、伸缩卡块；7、焊头机构；701、轴肩；702、搅拌针；703、连接柱；7031、二号固定孔；704、定位块；705、固定螺栓。

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。

在本发明的描述中，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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”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。下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

请参阅图1-9，一种搅拌摩擦焊保护装置，包括冷却筒1、散热机构5、防护机构6、焊头机构7，冷却筒1的内部设置有冷却舱101、环形槽102，环形槽102位于冷却舱101内壁侧面靠近底端位置处，冷却舱101内壁靠近顶端位置处套接有过滤板2，过滤板2的内壁套接有连接轴承3，连接轴承3的内壁套接有转轴4，转轴4的底端贯穿冷却筒1至冷却筒1的底端设置有卡槽401、连接槽孔403、定位槽404，连接槽孔403位于转轴4的底端中心位置，卡槽401、定位槽404位于连接槽孔403的外侧，定位槽404位于卡槽401的一侧，转轴4靠近底端的外壁一端设置有一号固定孔402，散热机构5、防护机构6位于冷却舱101内部，焊头机构7位于冷却筒1的下方并与连接槽孔403相互套接。

作为本发明的优选实施例，散热机构5包括螺旋冷却管501、扇叶502、一号限位卡块504、冷却水进管505以及出水管506，扇叶502、套环503位于螺旋冷却管501下方，扇叶502位于套环503的外壁侧面，一号限位卡块504位于套环503的内壁侧面，转轴4贯穿至冷却舱101内部贯穿螺旋冷却管501与套环503的外壁相互套接，冷却水进管505、出水管506位于冷却筒1的外壁一端，出水管506位于冷却水进管505的下方，冷却水进管505、出水管506贯穿至冷却舱101内部分别与螺旋冷却管501的两端连接，通过散热机构5可对焊接材料的焊接表面进行散热降温，避免焊缝的表面温度与底面温度温差过大而影响焊缝的质量，可有效提高焊接材料的焊接质量。

作为本发明的优选实施例，防护机构6包括防护板601、套接孔602、二号限位卡块603、伸缩槽604、伸缩弹簧605、压缩块606以及伸缩卡块607，防护板601位于冷却舱101内部靠近底端位置处，套接孔602位于防护板601的顶端中心位置处，二号限位卡块603位于套接孔602的内壁侧面，伸缩槽604位于防护板601的外壁两端，伸缩弹簧605、压缩块606位于伸缩槽604的内部，伸缩卡块607位于防护板601的一端并贯穿至伸缩槽604内部与压缩块606连接，伸缩弹簧605位于压缩块606远离伸缩卡块607的一端，通过防护机构6可对散热机构5进行保护，避免焊接过程中产生的碎屑飞入冷却舱101内部影响散热机构5的工作。

作为本发明的优选实施例，焊头机构7包括轴肩701、搅拌针702、连接柱703、定位块704以及固定螺栓705，搅拌针702位于轴肩701底端，连接柱703、定位块704位于轴肩701的顶端，定位块704位于连接柱703的一侧，连接柱703的外壁一端设置有二号固定孔7031，连接柱703与连接槽孔403内壁相互套接，定位块704与定位槽404的内壁相互套接，固定螺栓705位于转轴4的外壁一端并贯穿一号固定孔402至连接槽孔403内部与二号固定孔7031内壁相互套接，通过焊头机构7可实现轴肩701、搅拌针702的快速安装和拆卸。

作为本发明的优选实施例，卡槽401的数量设置有多个，一号限位卡块504的数量与卡槽401、定位槽404的数量总和相匹配，多个一号限位卡块504以套环503为中心均匀分布在套环503的内壁上，多个一号限位卡块504分别与卡槽401、定位槽404的内壁相互套接，此机构使套环503与转轴4的能够同步转动，即实现扇叶502的转动运行。

作为本发明的优选实施例，套接孔602与转轴4的外壁相互套接，防护板601的顶端与套环503的底端紧密贴合，二号限位卡块603的数量卡槽401、定位槽404的数量总和相匹配，多个二号限位卡块603分布与卡槽401、定位槽404的内壁相互套接，此机构是防护板601能够与扇叶502随着转轴4一起进行同步转动。

作为本发明的优选实施例，扇叶502的数量设置有多个，多个扇叶502以套环503位置为中心均匀分布，扇叶502的厚度小于套环503的高度，扇叶502的底端与防护板601的顶端没有接触，扇叶502远离套环503的一端与冷却舱101的内壁存在间隙，此结构使扇叶502能够安全的进行转动，且扇叶502转动时可使冷却舱101产生向下吸力。

作为本发明的优选实施例，伸缩卡块607远离防护板601的一端与环形槽102的内壁相互套接，伸缩卡块607的外壁直径小于环形槽102的内壁高度，防护板601通过伸缩卡块607与环形槽102的连接可避免在进行轴肩701维护更换过程中发生掉落现象，且防护板601在进行转动时伸缩卡块607与环形槽102不会发生摩擦现象。

作为本发明的优选实施例，连接柱703的高度与连接槽孔403的内壁高度相匹配，连接槽孔403的内壁高度小于卡槽401、定位槽404的内壁高度，定位块704的顶端与防护板601的底端紧密贴合，此结构使轴肩701在安装好后其定位块704可以对防护板601、套环503进行挤压固定，可避免在运行过程中发生偏移震动现象，有效提高装置的稳定性。

工作原理：此搅拌摩擦焊保护装置在使用时，将冷却水进管505、出水管506连接上外部水管，其外部冷却水通过冷却水进管505进入螺旋冷却管501内部并从出水管5066流出，从而实现冷却水的循环流动，在进行焊接时转轴4带动轴肩701、搅拌针702转动对焊接材料进行搅拌焊接，于此同时套环503、防护板601会随着转轴4进行同步转动，冷却筒1会在外部水管的作用下保持静止状态，套环503可带动扇叶502转动，扇叶502转动时会使冷却舱101内部产生向下吸力，其外部空气会通过过滤板2被吸入冷却舱101内，在冷却舱101内空气会与螺旋冷却管501内的冷却水产生换热现象，其空气会降温形成低温冷空气，低温冷空气会被扇叶502带动向下运动并穿过防护板601上的孔槽吹到焊接材料的焊缝处位置，可对焊缝的表面进行降温散热，避免焊缝表面温度与底面温度温差过大，有效提高焊缝的质量，从冷却舱101内吹出的低温冷空气还可以对轴肩701进行降温，可有效提高轴肩701的使用寿命，在焊接过程中会产生碎屑，防护板601可避免碎屑飞入冷却舱101内影响散热机构5的运行，在进行日常维护工作时，可通过宁松固定螺栓705即可将轴肩701、搅拌针702取下来，此时防护板601会在伸缩卡块607的作用下被环形槽102卡住避免掉落下来，如果需要对扇叶502进行维护可将防护板601向下拉扯，其伸缩卡块607会受到挤压向伸缩槽604内收缩，在伸缩卡块607与环形槽102分离时防护板601即可沿着卡槽401的内壁轨迹向下移动，此时扇叶502会随着套环503一起沿着卡槽401的内壁轨迹向下移动，即完成防护板601和扇叶502的拆卸工作，在进行组装时先将套环503上的一号限位卡块504对准卡槽401、定位槽404插入，同时将防护板601与转轴4套接，其二号限位卡块603也与卡槽401、定位槽404相互套接，之后推动防护板601向上移动，直至伸缩卡块607与环形槽102相互套接即可，此时扇叶502可防护板601即完成安装，最后安装轴肩701和搅拌针702，通过连接柱703插入连接槽孔403并向上推动，在此过程中其定位块704对准定位槽404，在连接柱703顶端与连接槽孔403顶端接触时一号固定孔402与二号固定孔7031在同一水平轴线上，此时即可将固定螺栓705插入一号固定孔并穿入二号固定孔7031，即完成轴肩701、搅拌针702的安装，另外定位块704的顶端对对防护板601的底端形成挤压，可避免防护板601、扇叶502发生松动现象，有效提高装置的稳定性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种搅拌摩擦焊保护装置，包括冷却筒（1）、散热机构（5）、防护机构（6）、焊头机构（7），其特征在于：所述冷却筒（1）的内部设置有冷却舱（101）、环形槽（102），所述环形槽（102）位于冷却舱（101）内壁侧面靠近底端位置处，所述冷却舱（101）内壁靠近顶端位置处套接有过滤板（2），所述过滤板（2）的内壁套接有连接轴承（3），所述连接轴承（3）的内壁套接有转轴（4），所述转轴（4）的底端贯穿冷却筒（1）至冷却筒（1）的底端设置有卡槽（401）、连接槽孔（403）、定位槽（404），所述连接槽孔（403）位于转轴（4）的底端中心位置，所述卡槽（401）、定位槽（404）位于连接槽孔（403）的外侧，所述定位槽（404）位于卡槽（401）的一侧，所述转轴（4）靠近底端的外壁一端设置有一号固定孔（402），所述散热机构（5）、防护机构（6）位于冷却舱（101）内部，所述焊头机构（7）位于冷却筒（1）的下方并与连接槽孔（403）相互套接；

所述散热机构（5）包括螺旋冷却管（501）、扇叶（502）、一号限位卡块（504）、冷却水进管（505）以及出水管（506），所述扇叶（502）、套环（503）位于螺旋冷却管（501）下方，所述扇叶（502）位于套环（503）的外壁侧面，所述一号限位卡块（504）位于套环（503）的内壁侧面，所述转轴（4）贯穿至冷却舱（101）内部贯穿螺旋冷却管（501）与套环（503）的外壁相互套接，所述冷却水进管（505）、出水管（506）位于冷却筒（1）的外壁一端，所述出水管（506）位于冷却水进管（505）的下方，所述冷却水进管（505）、出水管（506）贯穿至冷却舱（101）内部分别与螺旋冷却管（501）的两端连接。

2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊保护装置，其特征在于：所述防护机构（6）包括防护板（601）、套接孔（602）、二号限位卡块（603）、伸缩槽（604）、伸缩弹簧（605）、压缩块（606）以及伸缩卡块（607），所述防护板（601）位于冷却舱（101）内部靠近底端位置处，所述套接孔（602）位于防护板（601）的顶端中心位置处，所述二号限位卡块（603）位于套接孔（602）的内壁侧面，所述伸缩槽（604）位于防护板（601）的外壁两端，所述伸缩弹簧（605）、压缩块（606）位于伸缩槽（604）的内部，所述伸缩卡块（607）位于防护板（601）的一端并贯穿至伸缩槽（604）内部与压缩块（606）连接，所述伸缩弹簧（605）位于压缩块（606）远离伸缩卡块（607）的一端。

3.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊保护装置，其特征在于：所述焊头机构（7）包括轴肩（701）、搅拌针（702）、连接柱（703）、定位块（704）以及固定螺栓（705），所述搅拌针（702）位于轴肩（701）底端，所述连接柱（703）、定位块（704）位于轴肩（701）的顶端，所述定位块（704）位于连接柱（703）的一侧，所述连接柱（703）的外壁一端设置有二号固定孔（7031），所述连接柱（703）与连接槽孔（403）内壁相互套接，所述定位块（704）与定位槽（404）的内壁相互套接，所述固定螺栓（705）位于转轴（4）的外壁一端并贯穿一号固定孔（402）至连接槽孔（403）内部与二号固定孔（7031）内壁相互套接。

4.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊保护装置，其特征在于：所述卡槽（401）的数量设置有多个，所述一号限位卡块（504）的数量与卡槽（401）、定位槽（404）的数量总和相匹配，多个所述一号限位卡块（504）以套环（503）为中心均匀分布在套环（503）的内壁上，多个所述一号限位卡块（504）分别与卡槽（401）、定位槽（404）的内壁相互套接。

5.根据权利要求2所述的一种搅拌摩擦焊保护装置，其特征在于：所述套接孔（602）与转轴（4）的外壁相互套接，所述防护板（601）的顶端与套环（503）的底端紧密贴合，所述二号限位卡块（603）的数量卡槽（401）、定位槽（404）的数量总和相匹配，多个所述二号限位卡块（603）分布与卡槽（401）、定位槽（404）的内壁相互套接。

6.根据权利要求2所述的一种搅拌摩擦焊保护装置，其特征在于：所述扇叶（502）的数量设置有多个，多个所述扇叶（502）以套环（503）位置为中心均匀分布，所述扇叶（502）的厚度小于套环（503）的高度，所述扇叶（502）的底端与防护板（601）的顶端没有接触，所述扇叶（502）远离套环（503）的一端与冷却舱（101）的内壁存在间隙。

7.根据权利要求2所述的一种搅拌摩擦焊保护装置，其特征在于：所述伸缩卡块（607）远离防护板（601）的一端与环形槽（102）的内壁相互套接，所述伸缩卡块（607）的外壁直径小于环形槽（102）的内壁高度。

8.根据权利要求3所述的一种搅拌摩擦焊保护装置，其特征在于：所述连接柱（703）的高度与连接槽孔（403）的内壁高度相匹配，所述连接槽孔（403）的内壁高度小于卡槽（401）、定位槽（404）的内壁高度，所述定位块（704）的顶端与防护板（601）的底端紧密贴合。

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