CN112935645A - 一种搅拌摩擦焊的冷却系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌摩擦焊的冷却系统，包括：用于固定待焊接的工件的固定台；第一喷液部和第二喷液部，第一喷液部和第二喷液部均在固定台的上下两侧设有若干个能够连接冷却液源的喷嘴，位于固定台上下两侧的喷嘴的喷液方向上下相对；第一喷液部的喷嘴为单孔喷嘴，所述第二喷液部的喷嘴为多孔喷嘴；调控装置，其包括角度调控部和高度调控部，角度调控部能够调控第一喷液部和/或第二喷液部的喷嘴的角度，角度调控部能够调控第一喷液部和/或第二喷液部的喷嘴的高度。本发明还提供一种冷却系统的使用方法，其能精准控制冷却速度，使得中厚工件在搅拌摩擦焊时厚度方向上能够快速降温并且温度分布均匀，从而获得良好的力学性能。

Description

一种搅拌摩擦焊的冷却系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊技术领域，尤其涉及一种搅拌摩擦焊的冷却系统及其使用方法。

背景技术

搅拌摩擦是一种独特的焊接技术，其焊接头包括主轴、轴肩和旋转的搅拌头，搅拌头外径小于轴肩，焊接过程大致为利用搅拌头伸入工件的接缝处，轴肩贴合在工件表面；通过搅拌头的高速旋转与工件摩擦，使工件被摩擦的部位温度升高而软化，同时对软化的部位进行搅拌，最终完成工件接缝处的连接；轴肩与工件表面摩擦生热，可以防止塑性状态材料的溢出并清除表面氧化膜。由于搅拌摩擦具有残余应力低、焊接工件不易变形、操作过程方便实现机械化和自动化、成本较低、焊接过程安全无毒无污染等优点，因此在很多领域中具备重要的价值。

但是对于钢、钛合金等容易在焊接过程发生组织相变的金属工件而言，搅拌摩擦产生的金属变形、微观组织演变及最终的力学性能具有重要的影响。当焊接的金属板厚度为5－20mm的中厚板时，往往出现面向焊接头的上层温度最高，沿着厚度方向温度逐渐降低，具有明显的温度差异和不均匀性，温度差异主要可以存在于工件的表面与中心之间和上下两个表面之间，这种温度差异在导热系数小的材料中更为明显，对焊接后接头的组织性能产生了极大的不良影响。

目前，在搅拌摩擦焊领域中，存在着一些采用喷出冷却液/冷却气来对焊缝表面进行降温的方式，但是这些技术对焊缝中心和下表面的温度分布影响有限；且在控制上难以实现冷却速度的精细精准控制，因而无法实现厚度上焊接温度场的均匀分布。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种搅拌摩擦焊的冷却系统及其使用方法，其能精准控制冷却速度，使得中厚工件在搅拌摩擦焊时厚度方向上能够快速降温并且温度分布均匀，从而获得良好的力学性能。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种搅拌摩擦焊的冷却系统，包括：

固定装置，其包括固定台，所述固定台用于固定待焊接的工件；

喷液装置，其包括第一喷液部和第二喷液部，所述第一喷液部和第二喷液部均在所述固定台的上下两侧设有若干个能够连接冷却液源的喷嘴，位于所述固定台上下两侧的喷嘴的喷液方向上下相对；所述第一喷液部的喷嘴为单孔喷嘴，所述第二喷液部的喷嘴为多孔喷嘴；

调控装置，其包括角度调控部和高度调控部，所述角度调控部能够调控所述第一喷液部和/或第二喷液部的喷嘴的角度，所述角度调控部能够调控所述第一喷液部和/或第二喷液部的喷嘴的高度。

本发明中的摩擦搅拌焊的冷却装置主要针对中厚板材在焊接过程中，厚度方向上的温度分布出现明显差异的现象。其中，固定台将待焊接的工件固定起来，避免在后续喷液过程中发生位移。

喷液装置可以对工件的上下表面均进行冷却，而且其第一喷液部和第二喷液部并非是完全一样的，在实际喷射冷却液进行降温时，第一喷液部由于喷嘴为单孔形式，因此喷出的水量更加集中，对于被冲击到的部位而言，单位冷却强度更大，能够快速降低工件表面温度，在工件内部和表面形成很大的温度差，使得工件内部的热量能够快速传导至表面，然后再被带走。而采用多孔喷嘴的第二喷液部，将流量分散，能在工件的表面形成多个冲击点，冲击范围更大；而且由于来自不同孔的冷却液射流之间会互相干涉和碰撞，影响冲击点之间的换热系数，因此在第二喷液部的喷射区域中，努赛尔数的径向分布曲线会比第一喷液部部喷射区域更加平缓，虽然单位冷却强度比第一喷液部的喷射区小，但却可以获得更加均匀的换热效果。而且第一喷液部还能够清除工件表面形成的冷却液膜，实现工件和新的冷却液接触，从而保持高冷却速率和冷却均匀性。两种喷嘴结合下，再通过调控装置对喷嘴的角度和高度进行调节，即使冷却液量和速度保持不变，冷却液也能以各种角度和高度对工件进行冲刷，从而实现更加多样化和精细化的冷却效果。

因此，本发明中的搅拌摩擦焊的冷却系统可以通过外部精确控制冷却液的喷射情况从而实现工件厚度上温度的精确冷却，便于保持中厚板材的厚度方向上的均匀性，工件的焊接性能得到提升。

进一步地，所述喷液装置还包括顺着焊接方向延伸的固定杆，所述喷嘴设于所述固定杆上；所述角度调控部包括旋转驱动器，所述旋转驱动器连接于所述固定杆的端部，用于驱动所述固定杆旋转；所述高度调控部的动力输出端也连接于所述固定杆上。

进一步地，所述高度调控部包括滑动部、滑轨和高度驱动器；所述固定杆连接于所述滑动部上，所述滑动部的一端与所述固定杆连接，另一端与所述滑轨滑动式连接，所述滑轨上下延伸；所述高度驱动器能够驱动所述滑动部上下活动，从而带动所述固定杆上下活动。

进一步地，所述高度调控部还包括齿条，所述齿条上下延伸；所述高度驱动器的动力输出轴与所述滑动部相连，且所述动力输出轴上设有与其同轴的齿轮，所述齿轮能够改变与所述齿条的啮合位置从而改变所处的高度。

进一步地，调控装置还包括压力调节阀和开关阀，所述压力调节阀和所述开关阀设于所述喷嘴与冷却液源连接的管路上，所述压力调节阀能够调节管路中的冷却液的流体压力大小，所述开关阀能够调控管路中的冷却液的通断。

进一步地，所述调控装置还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器用于检测工件上下两面的温度并将温度信息发送出去；所述控制器与所述旋转驱动器、高度驱动器、温度传感器、压力调节阀和开关阀电连接，所述控制器接收所述温度信息并据此向所述旋转驱动器、高度驱动器、压力调节阀和开关阀发出控制指令。

进一步地，所述单孔喷嘴上的孔的形状为条形；所述多孔喷嘴上的孔的形状为圆形。

进一步地，所述固定台包括左右相对设置的左固定台和右固定台，所述左固定台和所述右固定台分别用于固定待焊接连接的两个工件；所述左固定台和右固定台之间具有空间；

还包括若干个纵向支撑装置和若干个横向支撑装置，所述纵向支撑装置设于所述空间中，其包括能够上下运动并直接支撑于工件下表面的纵向支撑块；所述横向支撑装置连接于所述左固定台或右固定台的侧面，并包括能够左右运动并支撑于所述纵向支撑装置下方的横向支撑块。

进一步地，所述纵向支撑块呈上表面水平，下表面左右倾斜的楔形；所述横向支撑块的上表面左右倾斜且与所述纵向支撑块的下表面匹配贴触；

一种所述搅拌摩擦焊的冷却系统的使用方法，

将待焊接的若干对工件固定于所述固定台上后开始焊接；

每当焊接完一对工件之后，判断搅拌摩擦焊接的焊接头离开工件后进行下一步；

所述调控装置分别设定第一喷液部和第二喷液部的喷射角度、喷射高度以及喷射时长，使得所述第一喷液部和第二喷液部依次以设定的角度和高度，朝此工件的上下表喷射冷却液，并持续设定喷射时长；

所述第一喷液部和第二喷液部的喷射动作结束后回复原位以待下次工作。

附图说明

图1为本发明的一种搅拌摩擦焊的冷却系统的第一个角度的立体图；

图2为本发明的一种搅拌摩擦焊的冷却系统的第二个角度的立体图；

图3为本发明的一种搅拌摩擦焊的冷却系统中的纵向支撑装置和横向支撑装置的立体示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

术语“左”、“右”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“左”、“右”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1至3示出了本发明的一种搅拌摩擦焊的冷却系统，包括固定装置1、喷液装置2和调控装置3：

所述固定装置1包括固定台11，所述固定台11用于固定待焊接的工件6，避免在后续喷液过程中，工件6被焊接头挤压发生位移。固定台11安装在固定架12上，使得固定台11距离地面一定高度。

所述喷液装置2包括第一喷液部21和第二喷液部22，所述第一喷液部21和第二喷液部22均在所述固定台11的上下两侧设有若干个能够连接冷却液源的喷嘴23，位于所述固定台11上下两侧的喷嘴23的喷液方向上下倾斜着相对；所述第一喷液部21的喷嘴23为单孔喷嘴，所述第二喷液部21的喷嘴23为多孔喷嘴。本实施例中的冷却液优选为水，相较于其它冷却液，水无毒无害，易于获取，且由于本方案中的喷液动作可以与搅拌摩擦焊接份两个步骤进行，因此无需担心水中的氢元素融入焊缝对其质量产生不利影响。喷液装置2可以对工件6的上下表面均进行冷却，而且其第一喷液部21和第二喷液部22并非是完全一样的，在实际喷射冷却液进行降温时，第一喷液部21由于喷嘴23为单孔形式，因此喷出的水量更加集中，对于被冲击到的部位而言，单位冷却强度更大，能够快速降低工件表面温度，在工件内部和表面形成很大的温度差，使得工件内部的热量能够快速传导至表面，然后再被带走。而采用多孔喷嘴的第二喷液部22，将流量分散，能在工件的表面形成多个冲击点，冲击范围更大；而且由于来自不同孔的冷却液射流之间会互相干涉和碰撞，影响冲击点之间的换热系数，因此在第二喷液部22的喷射区域中，努赛尔数的径向分布曲线会比第一喷液部21部喷射区域更加平缓，虽然单位冷却强度比第一喷液部21的喷射区小，但却可以获得更加均匀的换热效果。而且第一喷液部21还能够清除工件表面形成的冷却液膜，实现工件和新的冷却液接触，从而保持高冷却速率和冷却均匀性。其中，第一喷液部优选全部设于左侧，第二喷液部优选全部设于右侧，以集中喷射。附图中示出的喷嘴23为紧贴设置，仅做示意，实际上每个喷嘴23之间均间隔设有一定的距离，且单孔喷嘴之间的距离大于多孔喷嘴的每个孔相互之间的距离，以避免出现多个单孔喷嘴射出的效果与单个多孔喷嘴射出的效果相同的情形。

所述调控装置3包括角度调控部和高度调控部，所述角度调控部能够调控所述第一喷液部21和/或第二喷液部22的喷嘴23的角度，所述角度调控部能够调控所述第一喷液部21和/或第二喷液部22的喷嘴23的高度。在第一喷液部21和第二喷液部22功能的保证下，再通过调控装置3对喷嘴23的角度和高度进行调节，即使冷却液量和速度保持不变，冷却液也能以各种角度和高度对工件6进行冲刷，从而实现更加多样化和精细化的冷却效果。

为了更好地固定喷嘴23，所述喷液装置2还包括顺着焊接方向延伸的固定杆24，所述喷嘴23设于所述固定杆24上，使得所有喷嘴23的喷液方向也是顺着焊接方向延伸的；所述角度调控部包括旋转驱动器31，所述旋转驱动器31连接于所述固定杆24的端部，用于驱动所述固定杆24旋转，当固定杆24旋转时，会带动固定在其上的喷嘴23也跟着一起旋转，从而实现对喷嘴23角度的控制。其中，旋转驱动器31优选为旋转减速器。所述高度调控部的动力输出端也直接或间接地连接于所述固定杆上，当高度调控部的动力输出端动作时，能够驱动固定杆上下活动。

作为高度调控部的优选方案，所述高度调控部包括滑动部32、滑轨33和高度驱动器34；所述固定杆24连接于所述滑动部32上，所述滑动部32的一端与所述固定杆24连接，另一端与所述滑轨33滑动式连接，所述滑轨33上下延伸；所述高度驱动器34能够驱动所述滑动部32上下活动，从而带动所述固定杆24上下活动，由于喷嘴23是固定在固定杆24上的，当固定杆24随着滑动部32上下活动时，喷嘴23的高度也随之改变，需要更大的冲击力或更针对性地喷出冷却液时，就可以将喷嘴23的高度设置地更加贴近工件6；反之，如果需要更小的冲击力或更大的冷却范围时，就可以将喷嘴23的高度设置地更加远离工件6。结合角度调控部对喷嘴23角度的调控，使得喷嘴23在调节喷液角度的同时还能调节高度，能够完成的动作更加复杂，从而能满足更多地控制需求，使得整个冷却系统的可调性和可控制性更强，最终满足更加精确的控制需求。其中，高度驱动器34优选为升降式减速器。

作为进一步优选方案，包括至少两对上下设置的所述固定杆24，其分别为左上固定杆、左下固定杆、右上固定杆和右下固定杆；所述左上固定杆和左下固定杆上下对应设置且用于固定所述第一喷液部21的喷嘴23；所述右上固定杆和右下固定杆上下对应设置且用于固定所述第二喷液部22的喷嘴23。所述固定杆24的两端均设有所述滑动部32以使得固定杆24的固定更加稳固。

在高度调控部的具体方案上，本实施例优选所述高度调控部还包括齿条35，所述齿条35上下延伸；所述高度驱动器34的动力输出轴与所述滑动部32相连，且所述动力输出轴上设有与其同轴的齿轮341，所述齿轮341能够改变与所述齿条35的啮合位置从而改变所处的高度。当高度驱动器34的动力输出轴转动时，其上的齿轮341随之转动，齿条35优选为不能固定、不可移动的，齿轮341的旋转会带动自身及高度驱动器34和滑动部32沿着齿条35上下平移，以实现高度的调节。齿轮341齿条35的结构简单稳定，便于控制，因此适合用于本方案中。

作为调控装置3的优选方案，调控装置3还包括压力调节阀和开关阀(图中未示出)，所述压力调节阀和所述开关阀设于所述喷嘴23与冷却液源连接的管路上，所述压力调节阀能够调节管路中的冷却液的流体压力大小，在实际操控上可以根据实际的发热情况对冷却液的流体压力大小进行调节，从而满足高冷却效率和冷却均匀性，所述开关阀能够调控管路中的冷却液的通断，从而实现冷却动作的开始和结束。

为了调控更加贴近实际情况而实现更加精确的调控，最好能够得知工件6厚度方向上的所有温度，但实际上，工件6内部的温度难以直接测量，因此本发明通过设置温度传感器用于检测工件6上下两面的温度并将温度信息发送出去，通过工件6表面的温度来推测工件6内部的温度。实际操作时可以通过多次实验，根据工件6材料本身的特质、焊接时间、具体的厚度数据等建立模拟温度场，在实际测量时，只需要得知表面的温度等参数即可推测内部的温度分布情况；随后所述控制器与所述旋转驱动器31、高度驱动器34、温度传感器、压力调节阀和开关阀电连接，所述控制器接收所述温度信息并据此向所述旋转驱动器31、高度驱动器34、压力调节阀和开关阀发出控制指令，旋转驱动器31根据控制指令来调节喷嘴23的角度，高度驱动器34根据控制指令来调节喷嘴23的高度，压力调节阀根据控制指令调节喷出的冷却液的压力大小，开关阀根据控制指令控制冷却液的开关；其中，本实施例中的控制器优选为PLC。

关于第一喷液部21和第二喷液部22两者喷嘴上孔的具体形状，本领域技术人员可以按照具体情况进行设置，本实施例提供一种优选的实施方案：其中第一喷液部21和第二喷液部22上的孔为不同的形状，所述单孔喷嘴上的孔形状为条形，使得喷出的冷却液是扁平的，扁平的冷却液厚度较小但是覆盖范围较广，配合更快的冷却液，可以快速进行大面积均匀降温；所述多孔喷嘴上的孔的形状为圆形，且数量为两个使其组成“8”型，这种形状的喷嘴23具有两个紧贴着的孔，相较于单孔喷嘴，喷射范围更广，刚好能够形成相互干涉的两束较为集中的射流，换热均匀，且圆形孔制造简单，成本较低。此外，与本实施例类似的其余方案也应在本发明的保护范围之中，例如：单孔喷嘴和/或多孔喷嘴的孔的形状为条形、单孔喷嘴和/或多孔喷嘴的孔的形状为圆形。

在工件6的固定安装方面，本实施例也更加稳定，并且可以更好地配合喷液部工作，具体地，所述固定台11包括左右相对设置的左固定台111和右固定台112，所述左固定台111和所述右固定台112分别通过夹具113来固定待焊接连接的两个工件6，两个工件6独立固定可以减小单个工件6位移造成的不良影响；所述左固定台111和右固定台112之间具有空间，这一空间为喷液部的设置提供了空间；

如图1和3所示，由于左固定台111和右固定台112之间具有空间，因此当工件6固定于其上时，中间部位为悬空状态，在搅拌摩擦焊时，焊接头对其的压力容易引起工件6变形，为了避免这一现象发生，本实施例还包括若干个纵向支撑装置4和若干个横向支撑装置5，所述纵向支撑装置4设于所述空间中，其包括能够上下运动并直接支撑于工件6下表面的纵向支撑块41；所述横向支撑装置5连接于所述左固定台111或右固定台112的侧面，并包括能够左右运动并支撑于所述纵向支撑装置4下方的横向支撑块51。在工作时，当工件6位置固定好之后，开始焊接之前，纵向支撑块41首先向上运动至工件6下方以支撑工件6，但是由于电机的精度等因素，很可能难以做到完全的贴触支撑；因此，随后横向支撑装置5再横向运动支撑在纵向支撑块41下方，以进一步支撑，起到纠正运行误差的作用。在焊接结束后，横向支撑块51首先横向移动离开纵向支撑块41，随后纵向支撑块41向下运动以离开工件6，为后续喷液装置2的喷液降温提供空间，若采用一般的无法移动的支撑装置来支撑工件则无法满足喷液装置2对工件下方的喷液功能。若干个的结构在每次使用时可以仅使用其中一部分，获得在解除支撑时只解除一部分，使用方法更加多样，更加灵活。

为了更好地逐步支撑以及支撑完毕后支撑装置可以顺利离开工件6，所述纵向支撑块41呈上表面水平，下表面左右倾斜的楔形；所述横向支撑块51的上表面左右倾斜且与所述纵向支撑块41的下表面匹配贴触，当横向支撑块51横向离开纵向支撑块41时，左右倾斜的形状能够防止两个表面因为摩擦力而无法分离；

所述纵向支撑装置4还包括纵向升降气缸42和纵向导杆43，所述纵向支撑块41在所述纵向升降气缸42的驱动下沿所述纵向导杆43运动，纵向升降气缸42的驱动力稳定且便于精确控制，便于实现精确控制；所述横向支撑装置5所在的固定台11中设有朝所述空间开口的滑动槽，滑动槽起到导向限位作用，防止横向支撑块51的活动发生偏移，所述横向支撑装置5还包括横向驱动气缸52和横向导杆53，所述横向支撑块51能在所述横向驱动气缸52的驱动下沿着所述横向导杆53在滑动槽中滑动，以伸出或缩回所述滑动槽。

本实施例还提供一种上述的搅拌摩擦焊的冷却系统的使用方法，

将待焊接的若干对工件6固定于所述固定台11上后开始焊接，若干对工件6同时固定在固定台11上可以节省逐次焊接和冷却的时间；

每当焊接完一对工件6之后，判断搅拌摩擦焊接的焊接头离开工件6后进行下一步，这种方式为逐对焊接的方式，而非一次性将所有工件6进行焊接，主要是为了便于及时地进行下述的喷液冷却步骤，否则当焊接完最后一对工件6之后再进行冷却，第一对焊接完成的工件6内部将会因为长时间温度不均发生组织相变，进而影响性能；

所述调控装置3分别设定第一喷液部21和第二喷液部22的喷射角度、喷射高度以及喷射时长，使得所述第一喷液部21和第二喷液部22依次以设定的角度和高度，朝此工件6的上下表喷射冷却液，并持续设定喷射时长；在喷射冷却液时，能够改变的因素多，喷出的冷却液控制更加精细和精确，便于根据微小的温度差异进行调整，以达到最佳的冷却效果，使得工件6，尤其是5－20mm的中厚工件6在厚度上的温度差异能够迅速减小，从而迅速达到均匀地温度分布。

所述第一喷液部21和第二喷液部22的喷射动作结束后回复原位以待下次工作，避免对搅拌摩擦焊的焊接头腾出位置，避免造成干涉。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种搅拌摩擦焊的冷却系统，其特征在于，包括：

固定装置，其包括固定台，所述固定台用于固定待焊接的工件；

喷液装置，其包括第一喷液部和第二喷液部，所述第一喷液部和第二喷液部均在所述固定台的上下两侧设有若干个能够连接冷却液源的喷嘴，位于所述固定台上下两侧的喷嘴的喷液方向上下相对；所述第一喷液部的喷嘴为单孔喷嘴，所述第二喷液部的喷嘴为多孔喷嘴；

调控装置，其包括角度调控部和高度调控部，所述角度调控部能够调控所述第一喷液部和/或第二喷液部的喷嘴的角度，所述角度调控部能够调控所述第一喷液部和/或第二喷液部的喷嘴的高度。

2.如权利要求1所述的搅拌摩擦焊的冷却系统，其特征在于，所述喷液装置还包括顺着焊接方向延伸的固定杆，所述喷嘴设于所述固定杆上；所述角度调控部包括旋转驱动器，所述旋转驱动器连接于所述固定杆的端部，用于驱动所述固定杆旋转；所述高度调控部的动力输出端也连接于所述固定杆上。

3.如权利要求2所述的搅拌摩擦焊的冷却系统，其特征在于，所述高度调控部包括滑动部、滑轨和高度驱动器；所述固定杆连接于所述滑动部上，所述滑动部的一端与所述固定杆连接，另一端与所述滑轨滑动式连接，所述滑轨上下延伸；所述高度驱动器能够驱动所述滑动部上下活动，从而带动所述固定杆上下活动。

4.如权利要求3所述的搅拌摩擦焊的冷却系统，其特征在于，所述高度调控部还包括齿条，所述齿条上下延伸；所述高度驱动器的动力输出轴与所述滑动部相连，且所述动力输出轴上设有与其同轴的齿轮，所述齿轮能够改变与所述齿条的啮合位置从而改变所处的高度。

5.如权利要求4所述的搅拌摩擦焊的冷却系统，其特征在于，调控装置还包括压力调节阀和开关阀，所述压力调节阀和所述开关阀设于所述喷嘴与冷却液源连接的管路上，所述压力调节阀能够调节管路中的冷却液的流体压力大小，所述开关阀能够调控管路中的冷却液的通断。

6.如权利要求5所述的搅拌摩擦焊的冷却系统，其特征在于，所述调控装置还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器用于检测工件上下两面的温度并将温度信息发送出去；所述控制器与所述旋转驱动器、高度驱动器、温度传感器、压力调节阀和开关阀电连接，所述控制器接收所述温度信息并据此向所述旋转驱动器、高度驱动器、压力调节阀和开关阀发出控制指令。

7.如权利要求1所述的搅拌摩擦焊的冷却系统，其特征在于，所述单孔喷嘴上的孔的形状为条形；所述多孔喷嘴上的孔的形状为圆形。

8.如权利要求1至7任一项所述的搅拌摩擦焊的冷却系统，其特征在于，所述固定台包括左右相对设置的左固定台和右固定台，所述左固定台和所述右固定台分别用于固定待焊接连接的两个工件；所述左固定台和右固定台之间具有空间；

还包括若干个纵向支撑装置和若干个横向支撑装置，所述纵向支撑装置设于所述空间中，其包括能够上下运动并直接支撑于工件下表面的纵向支撑块；所述横向支撑装置连接于所述左固定台或右固定台的侧面，并包括能够左右运动并支撑于所述纵向支撑装置下方的横向支撑块。

9.如权利要求8所述的搅拌摩擦焊的冷却系统，其特征在于，所述纵向支撑块呈上表面水平，下表面左右倾斜的楔形；所述横向支撑块的上表面左右倾斜且与所述纵向支撑块的下表面匹配贴触。

10.一种权利要求1至9任一项所述搅拌摩擦焊的冷却系统的使用方法，其特征在于，

将待焊接的若干对工件固定于所述固定台上后开始焊接；

每当焊接完一对工件之后，判断搅拌摩擦焊接的焊接头离开工件后进行下一步；

所述调控装置分别设定第一喷液部和第二喷液部的喷射角度、喷射高度以及喷射时长，使得所述第一喷液部和第二喷液部依次以设定的角度和高度，朝此工件的上下表喷射冷却液，并持续设定喷射时长；

所述第一喷液部和第二喷液部的喷射动作结束后回复原位以待下次工作。

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