CN114054931A - 一种消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及搅拌摩擦焊接技术领域，尤其涉及一种消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头。所述消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头包括外壳、电机、铁屑处理组件和加热组件，所述加热组件位于电机上，所述加热组件包括电磁滑环、电线和加热丝，所述电机上安装有固定连接的电磁滑环，且束线孔内安装有与电磁滑环固定连接的电线，所述电线的连接端固定连接有加热丝。本发明提供的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头在进行摩擦焊接工作之前，通过电线对加热丝进行输电，使其加热，对焊接组件当加热到一定程度后，由于焊接组件温度变高，通过在对被焊接材料进行摩擦焊接时产生的热量结合，形成更高的热量，对搅拌摩擦焊接的工作效率大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及搅拌摩擦焊接技术领域，尤其涉及一种消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头。
背景技术
消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头：搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。
搅拌摩擦焊作为一种新的焊接方式，其有点具有焊接接头热影响区显微组织变化小.残余应力比较低，焊接工件不易变形和操作过程方便实现机械化、自动化，设备简单、能耗低、功效高以及对作业环境要求低等优点；但是传统的搅拌摩擦焊在焊接时，当搅拌头抬起之后，会在焊接材料上留下一个匙孔，不仅影响美观同时，在使用焊接材料时，会因匙孔导致焊接材料断裂的问题，为了有效的解决匙孔问题，现在大多数使用的双轴肩搅拌头，该搅拌头在焊接材料之外就开始工作，并匀速靠近焊接材料，之后会通过焊接材料的另一端移出，这样就使得匙孔的直径大大减小，对于后去补填较为方便。
现有的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头大多通过自身高速旋转与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，但由于搅拌杆在工作之前为冷却静止状态，导致在对工件摩擦时，搅拌杆的温度迅速升高，容易使搅拌杆损坏，同时由于搅拌杆在与工件摩擦时，产生的热量有限，使得搅拌摩擦焊接的工作效率较低；在进行搅拌摩擦焊接时，会使被焊材料产生较多的铁屑，如果不对铁屑进行处理，容易使工作人员在处理被焊接材料时被铁屑割伤的问题；由于传统的双轴肩的搅拌头在进行焊接工作时，在其下方会产生较多的工件废屑，工件废屑落在地面和机器上后，难以处理，容易对工作环境和机器安全产生影响。
因此，有必要提供一种新的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头。
本发明提供的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头包括：
外壳，所述外壳的内部安装有电机，且电机的输出端安装有固定连接的转杆，所述转杆内开设有束线孔，且转杆上安装有固定连接的扇叶；
铁屑处理组件，所述铁屑处理组件位于外壳的下方，且铁屑处理组件与扇叶配合进行铁屑收集处理工作；
加热组件，所述加热组件位于电机上，所述加热组件包括电磁滑环、电线和加热丝，所述电机上安装有固定连接的电磁滑环，且束线孔内安装有与电磁滑环固定连接的电线，所述电线的连接端固定连接有加热丝。
优选的，所述铁屑处理组件包括铁屑收集盒、进尘口、限位孔和过滤网，所述外壳的底部安装有固定连接的铁屑收集盒，且铁屑收集盒的侧面安装有四个环形分布的进尘口，所述铁屑收集盒的顶部开设有与扇叶配合使用的限位孔，且铁屑收集盒的内顶壁安装有固定连接的过滤网，所述过滤网与限位孔对接。
优选的，所述转杆的一端安装有焊接组件，所述焊接组件包括上轴肩、搅拌杆、下轴肩和加热室，所述转杆的一端贯穿铁屑收集盒并安装有固定连接的上轴肩，且上轴肩的底部安装有固定连接的搅拌杆，所述搅拌杆的底部安装有固定连接的下轴肩，且上轴肩、搅拌杆和下轴肩内开设有用于加热丝安装的加热室。
优选的，所述下轴肩的底部安装有固定连接的对接板，且对接板的底部安装有对接块，所述对接块的底面积小于对接板的底面积。
优选的，所述对接板的底部安装有卡接组件，所述卡接组件包括固定板、固定杆、限位杆和弹簧，所述对接板的底部四边安装有多组均匀分布的固定板，且固定板的底部安装有固定连接的固定杆，所述固定杆的端部一侧安装有固定连接的限位杆，且固定板的底部安装有与限位杆配合对齐的弹簧。
优选的，所述对接块的底部安装有集尘组件，所述集尘组件包括安装块、对接槽和卡接板，所述对接块的底部对接安装有安装块，且安装块的顶部开设有与对接块配合使用的对接槽，所述安装块的顶部一圈安装有固定连接的卡接板，且卡接板活动安装在限位杆和弹簧之间。
优选的，所述集尘组件还包括有对接杆、集尘盒和手柄，所述安装块的底部安装有固定连接的对接杆，且对接杆的一端安装有固定连接的集尘盒，所述集尘盒呈空心半圆状，且集尘盒的底部安装有固定连接的手柄。
优选的，所述铁屑处理组件还包括有密封盖，所述铁屑收集盒的顶部安装有密封盖，且密封盖的顶部开设有指槽，所述密封盖为弧形板，且密封盖的弧长等于铁屑收集盒顶部圆周长的一半。
优选的，所述外壳的顶部安装有固定连接的安装板，且外壳与铁屑收集盒之间安装有多组固定连接的连接杆，所述连接杆围绕限位孔呈环形均匀分布。
与相关技术相比较，本发明提供的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头具有如下有益效果：
1、本发明在进行摩擦焊接工作之前，通过电线对加热丝进行输电，使其加热，对上轴肩、搅拌杆和下轴肩进行加热，当加热到一定程度后，由于搅拌杆及上轴肩和下轴肩温度变高，能避免因进行搅拌摩擦焊接工作时搅拌杆为冷却静止状态，导致在对工件摩擦时搅拌杆的温度迅速升高，容易使搅拌杆损坏的问题，同时由于上轴肩、搅拌杆和下轴肩的加热形成高温，通过在对被焊接材料进行摩擦焊接时产生的热量结合，形成更高的热量，对搅拌摩擦焊接的工作效率大大提高；
2、本发明在进行使用时，由于进行搅拌焊接工作时，电机通过转杆带动上轴肩、搅拌杆和下轴肩进行转动的的同时，还可带动扇叶进行转动，扇叶转动产生的吸力，使得被焊接材料上的铁屑经过进尘口进入铁屑收集盒，并被过滤网拦截，使空气穿过过滤网并通过连接杆之间排出，形成空气循环，使铁屑留在收集盒内，当搅拌摩擦焊接工作结束后，打开密封盖，对铁屑收集盒内的的铁屑进行集中处理，避免因铁屑残留在工件上，导致容易使工作人员在处理被焊接材料时被铁屑割伤的问题，有效的提高了该搅拌头对于工作人员的保护性；
3、本发明在下轴肩的底部安装有集尘组件，当使用双轴肩的搅拌头时，通过将集尘组件卡接在限位杆和弹簧之间进行固定，在进行搅拌摩擦焊接工作时，下轴肩与工件之间产生的碎屑垃圾会进入集尘盒内，当工作完毕后将集尘盒取出，并对碎屑垃圾进行处理，避免因碎屑落在地面和机器上，导致工作环境和机器受到影响，有效的保护了工作环境，同时对机器的维护成本有所下降。
附图说明
图1为本发明提供的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头的一种较佳实施例的结构示意图之一；
图2为图1所示外壳内部的结构示意图；
图3为图1所示电机与焊接组件连接的结构示意图；
图4为图3所示焊接组件内部的结构示意图；
图5为图1所示铁屑处理组件的结构示意图；
图6为图1所示集尘组件的结构示意图；
图7为图6所示卡接组件和集尘组件安装的结构示意图。
图中标号：1、外壳；11、安装板；12、连接杆；2、电机；21、转杆；22、束线孔；23、扇叶；3、铁屑处理组件；31、铁屑收集盒；32、进尘口；33、限位孔；34、过滤网；35、密封盖；4、焊接组件；41、上轴肩；42、搅拌头；43、下轴肩；44、加热室；5、加热组件；51、电磁滑环；52、电线；53、加热丝；6、对接板；61、对接块；7、卡接组件；71、固定板；72、固定杆；73、限位杆；74、弹簧；8、集尘组件；81、安装块；82、对接槽；83、卡接板；84、对接杆；85、集尘盒；86、手柄。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
请参阅图1至图7，本发明实施例提供的一种消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头，所述消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头包括：外壳1、电机2、铁屑处理组件3和加热组件5。
在本发明的实施例中，请参阅图1和图3，所述外壳1的顶部安装有固定连接的安装板11，所述电机2安装在外壳1内，且电机2的输出端安装有固定连接的转杆21，所述转杆21内开设有束线孔22，且转杆21上安装有固定连接的扇叶23，所述转杆21的一端安装有焊接组件4，所述焊接组件4包括上轴肩41、搅拌杆42、下轴肩43和加热室44，所述转杆21的一端贯穿铁屑收集盒31并安装有固定连接的上轴肩41，且上轴肩41的底部安装有固定连接的搅拌杆42，所述搅拌杆42的底部安装有固定连接的下轴肩43，且上轴肩41、搅拌杆42和下轴肩43内开设有用于加热丝53安装的加热室44。
需要说明的是：当进行搅拌摩擦焊接工作时，通过使电机2通电，电机2通过转杆21带动焊接组件4转动，搅拌杆42主动时，使其靠近工件，搅拌杆42转动可利用高速旋转与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当搅拌杆42沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在搅拌杆42的转动摩擦力作用下由搅拌杆42的前部流向后部，并在搅拌杆42的挤压下形成致密的固相焊缝，即可对工件进行搅拌摩擦焊接工作。
值得注意的是，通过设置的束线孔22，可使电线52安装在束线孔22内，防止电线52在外部进行连接，容易在搅拌摩擦焊接工作时，缠在机器上或者断裂的问题，同时可使电线52能被转杆21保护，有效延长了电线52的使用寿命。
在本发明的实施例中，请参阅图1和图5，所述铁屑处理组件3位于外壳1的下方，且铁屑处理组件3与扇叶23配合进行铁屑收集处理工作，且外壳1与铁屑收集盒31之间安装有多组固定连接的连接杆12，所述连接杆12围绕限位孔33呈环形均匀分布，所述铁屑处理组件3包括铁屑收集盒31、进尘口32、限位孔33和过滤网34，所述外壳1的底部安装有固定连接的铁屑收集盒31，且铁屑收集盒31的侧面安装有四个环形分布的进尘口32，所述铁屑收集盒31的顶部开设有与扇叶23配合使用的限位孔33，且铁屑收集盒31的内顶壁安装有固定连接的过滤网34，所述过滤网34与限位孔33对接。
需要说明的是：当电机2带动转杆21转动时，会连带着扇叶23一起转动，扇叶23转动产生的吸力，使得被焊接材料上的铁屑经过进尘口32进入铁屑收集盒31，并被过滤网34拦截，使空气穿过过滤网34并通过连接杆12之间排出，形成空气循环，使铁屑留在铁屑收集盒31内，当搅拌摩擦焊接工作结束后，打开密封盖35，对铁屑收集盒31内的的铁屑进行集中处理，避免因铁屑残留在工件上，导致容易使工作人员在处理被焊接材料时被铁屑割伤的问题，有效的提高了该搅拌头对于工作人员的保护性。
在本发明的实施例中，请参阅图3和图4，所述加热组件5位于电机2上，所述加热组件5包括电磁滑环51、电线52和加热丝53，所述电机2上安装有固定连接的电磁滑环51，且束线孔22内安装有与电磁滑环51固定连接的电线52，所述电线52的连接端固定连接有加热丝53。
需要说明的是：通过电线52对加热丝53进行输电，使其加热，对上轴肩41、搅拌杆42和下轴肩43进行加热，当加热到一定程度后，由于搅拌杆42及上轴肩41和下轴肩43温度变高，能避免因进行搅拌摩擦焊接工作时搅拌杆42为冷却静止状态，导致在对工件摩擦时搅拌杆42的温度迅速升高，容易使搅拌杆42损坏的问题，同时由于上轴肩41、搅拌杆42和下轴肩43的加热形成高温，通过在对被焊接材料进行摩擦焊接时产生的热量结合，形成更高的热量，对搅拌摩擦焊接的工作效率大大提高；
值得注意的是：由于有电磁滑环51对于电线52进行连接，使得电线52可跟随转杆21进行转动。
在本发明的实施例中，请参阅图1、图6和图7，所述下轴肩43的底部安装有固定连接的对接板6，且对接板6的底部安装有对接块61，所述对接块61的底面积小于对接板6的底面积，所述对接板6的底部安装有卡接组件7，所述卡接组件7包括固定板71、固定杆72、限位杆73和弹簧74，所述对接板6的底部四边安装有多组均匀分布的固定板71，且固定板71的底部安装有固定连接的固定杆72，所述固定杆72的端部一侧安装有固定连接的限位杆73，且固定板71的底部安装有与限位杆73配合对齐的弹簧74；
所述对接块61的底部安装有集尘组件8，所述集尘组件8包括安装块81、对接槽82和卡接板83，所述对接块61的底部对接安装有安装块81，且安装块81的顶部开设有与对接块61配合使用的对接槽82，所述安装块81的顶部一圈安装有固定连接的卡接板83，且卡接板83活动安装在限位杆73和弹簧74之间，所述集尘组件8还包括有对接杆84、集尘盒85和手柄86，所述安装块81的底部安装有固定连接的对接杆84，且对接杆84的一端安装有固定连接的集尘盒85，所述集尘盒85呈空心半圆状，且集尘盒85的底部安装有固定连接的手柄86。
需要说明的是：通过将安装块81对对接块61上推动，使卡接板83卡在限位杆73和弹簧74之间进行固定，当焊接工作完毕后，可直接扯动安装块81，使其与对接块61分离，此时可对集尘盒85内的碎屑进行处理。
还需要说明的是：在进行搅拌摩擦焊接工作时，下轴肩43与工件之间产生的碎屑垃圾会进入集尘盒85内，当工作完毕后将集尘盒85取出，并对碎屑垃圾进行处理，避免因碎屑落在地面和机器上，导致工作环境和机器受到影响，有效的保护了工作环境，同时对机器的维护成本有所下降。
本发明提供的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头的工作原理如下：
将该装置通过安装板11安装在焊接机器上，之后当需要对工件进行焊接时，将集尘组件8通过安装块81对对接块61上推动，使卡接板83卡在限位杆73和弹簧74之间进行固定，之后通过电线52对加热丝53进行输电，使其加热，对上轴肩41、搅拌杆42和下轴肩43进行加热，当加热到一定程度后，由于搅拌杆42及上轴肩41和下轴肩43温度变高，当搅拌杆42在对工件进行搅拌摩擦焊接时，能避免因进行搅拌摩擦焊接工作时搅拌杆42为冷却静止状态，导致在对工件摩擦时搅拌杆42的温度迅速升高，容易使搅拌杆42损坏的问题，同时由于上轴肩41、搅拌杆42和下轴肩43的加热形成高温，通过在对被焊接材料进行摩擦焊接时产生的热量结合，形成更高的热量，使该搅拌头对搅拌摩擦焊接的工作效率提高；
通过搅拌杆42在工件的一边进行加热和转动，之后通过对工件上移动，当移动到焊接材料的接口处时，搅拌杆42高速转动产生的热量，配合加热丝53产生的热量，对焊接材料的局部之间进行融化，并当搅拌杆42沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在搅拌杆42的转动摩擦力作用下由搅拌杆42的前部流向后部，并在焊接组件4的挤压下形成致密的固相焊缝；
在进行搅拌摩擦焊接工作时，电机2通过转杆21带动扇叶23转动，扇叶23转动产生的吸力，使得被焊接材料上的铁屑经过进尘口32进入铁屑收集盒31，并被过滤网34拦截，使空气穿过过滤网34并通过连接杆12之间排出，形成空气循环，使铁屑留在铁屑收集盒31内，当搅拌摩擦焊接工作结束后，打开密封盖35，对铁屑收集盒31内的的铁屑进行集中处理，避免因铁屑残留在工件上，导致容易使工作人员在处理被焊接材料时被铁屑割伤的问题；
同时进行搅拌摩擦焊接工作时，下轴肩43与工件之间产生的碎屑垃圾会进入集尘盒85内，当焊接工作完毕后，可直接扯动安装块81，使其与对接块61分离，此时可对集尘盒85内的碎屑进行处理，有效的保护了工作环境，同时对机器的维护成本有所下降；
由于双轴肩搅拌头进行搅拌摩擦焊接所产生的匙孔较小，当焊接组件4完成搅拌摩擦焊接工作后，使用与工件相同或相似的材料将工件上的匙孔处进行填补即可。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头，其特征在于，包括：
外壳(1)，所述外壳(1)的内部安装有电机(2)，且电机(2)的输出端安装有固定连接的转杆(21)，所述转杆(21)内开设有束线孔(22)，且转杆(21)上安装有固定连接的扇叶(23)；
铁屑处理组件(3)，所述铁屑处理组件(3)位于外壳(1)的下方，且铁屑处理组件(3)与扇叶(23)配合进行铁屑收集处理工作；
加热组件(5)，所述加热组件(5)位于电机(2)上，所述加热组件(5)包括电磁滑环(51)、电线(52)和加热丝(53)，所述电机(2)上安装有固定连接的电磁滑环(51)，且束线孔(22)内安装有与电磁滑环(51)固定连接的电线(52)，所述电线(52)的连接端固定连接有加热丝(53)。
2.根据权利要求1所述的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头，其特征在于，所述铁屑处理组件(3)包括铁屑收集盒(31)、进尘口(32)、限位孔(33)和过滤网(34)，所述外壳(1)的底部安装有固定连接的铁屑收集盒(31)，且铁屑收集盒(31)的侧面安装有四个环形分布的进尘口(32)，所述铁屑收集盒(31)的顶部开设有与扇叶(23)配合使用的限位孔(33)，且铁屑收集盒(31)的内顶壁安装有固定连接的过滤网(34)，所述过滤网(34)与限位孔(33)对接。
3.根据权利要求1所述的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头，其特征在于，所述转杆(21)的一端安装有焊接组件(4)，所述焊接组件(4)包括上轴肩(41)、搅拌杆(42)、下轴肩(43)和加热室(44)，所述转杆(21)的一端贯穿铁屑收集盒(31)并安装有固定连接的上轴肩(41)，且上轴肩(41)的底部安装有固定连接的搅拌杆(42)，所述搅拌杆(42)的底部安装有固定连接的下轴肩(43)，且上轴肩(41)、搅拌杆(42)和下轴肩(43)内开设有用于加热丝(53)安装的加热室(44)。
4.根据权利要求3所述的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头，其特征在于，所述下轴肩(43)的底部安装有固定连接的对接板(6)，且对接板(6)的底部安装有对接块(61)，所述对接块(61)的底面积小于对接板(6)的底面积。
5.根据权利要求4所述的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头，其特征在于，所述对接板(6)的底部安装有卡接组件(7)，所述卡接组件(7)包括固定板(71)、固定杆(72)、限位杆(73)和弹簧(74)，所述对接板(6)的底部四边安装有多组均匀分布的固定板(71)，且固定板(71)的底部安装有固定连接的固定杆(72)，所述固定杆(72)的端部一侧安装有固定连接的限位杆(73)，且固定板(71)的底部安装有与限位杆(73)配合对齐的弹簧(74)。
6.根据权利要求5所述的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头，其特征在于，所述对接块(61)的底部安装有集尘组件(8)，所述集尘组件(8)包括安装块(81)、对接槽(82)和卡接板(83)，所述对接块(61)的底部对接安装有安装块(81)，且安装块(81)的顶部开设有与对接块(61)配合使用的对接槽(82)，所述安装块(81)的顶部一圈安装有固定连接的卡接板(83)，且卡接板(83)活动安装在限位杆(73)和弹簧(74)之间。
7.根据权利要求6所述的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头，其特征在于，所述集尘组件(8)还包括有对接杆(84)、集尘盒(85)和手柄(86)，所述安装块(81)的底部安装有固定连接的对接杆(84)，且对接杆(84)的一端安装有固定连接的集尘盒(85)，所述集尘盒(85)呈空心半圆状，且集尘盒(85)的底部安装有固定连接的手柄(86)。
8.根据权利要求2所述的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头，其特征在于，所述铁屑处理组件(3)还包括有密封盖(35)，所述铁屑收集盒(31)的顶部安装有密封盖(35)，且密封盖(35)的顶部开设有指槽，所述密封盖(35)为弧形板，且密封盖(35)的弧长等于铁屑收集盒(31)顶部圆周长的一半。
9.根据权利要求1所述的消除搅拌摩擦焊匙孔的搅拌头，其特征在于，所述外壳(1)的顶部安装有固定连接的安装板(11)，且外壳(1)与铁屑收集盒(31)之间安装有多组固定连接的连接杆(12)，所述连接杆(12)围绕限位孔(33)呈环形均匀分布。
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