CN114749787B - 一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置，涉及搅拌摩擦焊领域，包括刀柄、轴套、静止轴肩和搅拌头，所述刀柄内固定安装有搅拌头，搅拌头的外侧固定有溢料粉碎组件，轴套的底部固定连接有碎屑收集排出组件，溢料粉碎组件和碎屑收集排出组件相互配合对焊接溢料进行即时分割和排出；通过将静止轴肩设置成双层结构并在内外层结构之间设置碎屑收集间隙，将在焊接中产生的残渣进行收集，同时利用与搅拌头固定连接的高速旋转的刀片对残渣或碎屑进行进一步粉碎，以便通过吸屑管道排出，实现了边焊接、边粉碎、边收集的焊接工艺过程，完成了对于静止轴肩搅拌摩擦焊在焊接过程中残渣的收集管理，整个结构简单紧凑，易于产业化应用。

Description

一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊领域，具体为一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种固相焊接技术，焊接的工具称为搅拌头，搅拌头一般有轴肩及搅拌针两个关键部分，焊接时需搅拌针扎入待焊试板，轴肩紧压或进入试板表面并高速旋转向前运动，此时搅拌头与待焊试板产生剧烈摩擦产热，进而完成材料的固相焊接。静止轴肩搅拌摩擦焊是一种特别的搅拌摩擦焊技术，与一般的搅拌摩擦焊技术不同，其焊具部分分为静止轴肩及搅拌头两个主要部分，在焊接过程中，其轴肩不会旋转，仅压实焊缝表面，其主要的热输入依靠高速旋转的搅拌针，这种工艺能够有效降低焊接设备的负载，合理控制焊接温度场及应力场。在静止轴肩搅拌摩擦焊中，部分材料会进入静止轴肩与搅拌针的间隙中，随后掉落在焊接工件表面，这些碎屑对现场管理造成了许多不便。

现有的收集方案较少，对于碎屑的管理主要依靠掉落后清扫或使用特殊的焊具结构，将残渣通过循环水带至研磨片处磨成极小的碎屑，再随循环水带出，但是这种方式结构较为复杂，涉及到循环水路及磨削装置，不方便实现工业化使用。为此，我们提供一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置。

本发明所解决的技术问题为：如何利用简单易行的方式解决在搅拌摩擦焊过程中实现碎屑的及时清理问题，实现产业化应用。

本发明可以通过以下技术方案实现：一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置，包括刀柄和轴套，刀柄的一端安装在焊接设备的旋转主轴上，轴套套设在刀柄的外周并与旋转主轴侧壁固定连接，所述刀柄内固定安装有搅拌头，搅拌头的外侧固定有溢料粉碎组件，轴套的底部固定连接有碎屑收集排出组件，溢料粉碎组件和碎屑收集排出组件相互配合对焊接溢料进行即时分割和收集排出。

本发明的进一步技术改进在于：所述溢料粉碎组件包括刀架和刀片，所述刀架套设在搅拌头的下端外周，刀架的外侧等角度设有若干个安装槽，每个安装槽内设置有一个刀片，刀片关于搅拌头中轴线对称安装，且刀片上具有防粘铝涂层。

本发明的进一步技术改进在于：所述碎屑收集排出组件包括静止轴肩和吸屑管道，静止轴肩套设在搅拌头的外侧并与轴套的底部固定连接，静止轴肩的侧面开设有管道安装孔，吸屑管道的一端与管道安装孔连通。

本发明的进一步技术改进在于：所述静止轴肩的内腔设置为双层结构，内层结构为一层环形薄壁凸起结构，且内层结构的外壁与外层结构的内壁之间设置有碎屑收集间隙。

本发明的进一步技术改进在于：所述静止轴肩的内层结构的侧壁上以周向阵列形式开设有多个排料孔，用于为溢料提供进入碎屑收集间隙的通道。

本发明的进一步技术改进在于：所述静止轴肩的外层结构靠近其底部位置开设有若干进气孔，若干所述进气孔连通碎屑收集间隙和外界空气。

本发明的进一步技术改进在于：该装置在工作时，多个所述刀片的工作部设置在碎屑收集间隙中并随着搅拌头高速旋转对进入碎屑收集间隙中的溢料进行切割粉碎。

本发明的进一步技术改进在于：该装置在焊接过程中产生的溢料通过静止轴肩与搅拌头之间的间隙进入到静止轴肩的内层结构中并通过排料孔进入碎屑收集间隙中。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

通过将静止轴肩设置成双层结构并在内外层结构之间设置碎屑收集间隙，将在焊接过程中产生的残渣或碎屑进行收集，以避免其进入到焊接部位，影响到焊接工序的正常进行或者直接导致焊接质量下降，同时也避免了焊接工作环境变差，在使残渣或碎屑进行收集的同时，利用与搅拌头固定连接的高速旋转的刀片对残渣或碎屑进行进一步粉碎，从而使其更加容易通过吸屑管道排出，进而实现了边焊接、边粉碎、边收集的焊接工艺过程，十分巧妙地完成了对于静止轴肩搅拌摩擦焊在焊接过程中残渣的收集管理，整个结构简单紧凑，易于产业化应用，有很高的使用价值和应用前景。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的整体外部结构主视示意图；

图2为本发明图1中B向剖视结构示意图；

图3为本发明的刀柄立体结构示意图；

图4为本发明的轴套立体结构示意图；

图5为本发明的搅拌头立体结构示意图；

图6为本发明的刀架立体结构示意图；

图7为本发明的刀片立体结构示意图；

图8为本发明的静止轴肩立体结构示意图；

图9为本发明的静止轴肩剖视结构示意图。

图中：1、刀柄；2、轴套；3、吸屑管道；4、平端紧定螺丝；5、静止轴肩；6、刀架；7、刀片；8、锁紧螺丝一；9、锁紧螺丝二；10、搅拌头；11、搅拌螺纹孔；12、限位台阶；13、搅拌头紧固螺纹孔；21、螺栓过孔；22、轴套螺丝孔；51、轴肩螺丝孔；52、管道安装孔；53、进气孔；54、排料孔；61、连接通孔；71、沉头螺栓孔。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图1-9所示，一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置，包括刀柄1和轴套2，刀柄1的一端安装在焊接设备的旋转主轴上，刀柄1远离旋转主轴的一端设置有搅拌头10，刀柄1整体为回转体结构，且刀柄1的底部开设有搅拌头紧固螺纹孔13，搅拌头紧固螺纹孔13内螺纹连接有平端紧定螺丝4，通过平端紧定螺丝4限定搅拌头10在刀柄1内的轴向位置，搅拌头10的上端夹持部为柱状结构，平端紧定螺丝4螺纹端部与搅拌头10的夹持部某一平面发生抵接，搅拌头10的下端为回转体结构，两者的连接部分形成限位台阶12，从而对搅拌头10形成安装基准；

搅拌头10的下端回转体结构部分的等角度开设有若干个搅拌螺纹孔11，刀架6套设在搅拌头10的下端外周，刀架6的外侧等角度设有若干个安装槽，安装槽的槽底开设有连接通孔61，保持连接通孔61与搅拌螺纹孔11的一一对应关系，每个安装槽内设置有一个刀片7，刀片7的顶端开设有沉头螺栓孔71，其中，沉头螺栓孔71、连接通孔61和相应的搅拌螺纹孔11轴线保持重合并通过锁紧螺丝一8来锁紧，刀片7关于搅拌头10的中轴线对称安装，且刀片7上具有防粘铝涂层；

轴套2设置在刀柄1的外侧且与刀柄1保持同轴心设置，轴套2的顶部等角度开设的多个螺栓过孔21，并在螺栓过孔21内设置锁紧螺栓将轴套2安装在旋转主轴壳体的侧壁上，轴套2的底部等角度开设有多个轴套螺丝孔22；

轴套2的底部设置有静止轴肩5，静止轴肩5的顶部开设有与轴套螺丝孔22位置对应且数量相当的轴肩螺丝孔51，将轴套螺丝孔22与轴肩螺丝孔51一一对应且保持两者轴线重合，然后用锁紧螺丝二9将轴套2和静止轴肩5固定在一起，静止轴肩5的外侧开设有管道安装孔52，管道安装孔52延伸至静止轴肩5的内腔，管道安装孔52内固定安装有吸屑管道3的一端；

静止轴肩5的内腔设置为双层结构，内层结构为一层环形薄壁凸起结构，内层结构的高度小于外层结构的高度，且内层结构的外壁与外层结构的内壁之间设置有间隙，将其定义为碎屑收集间隙，内层结构的侧壁上以周向阵列形式开设有多个排料孔54，静止轴肩5的外层结构靠近底部位置开设有若干进气孔53，该若干进气孔53连通碎屑收集间隙和外界空气，用于为进入碎屑收集间隙的碎屑进行冷却，同时也保证了整个焊接过程中必要的散热，此时刀片7的工作部位设置在碎屑收集间隙内。

本发明在使用时，分为装配和工作两个阶段：

1）在装配阶段：

首先装夹好待焊工件，准备好焊接程序，选取搅拌头10，准备好需要组装的零部件；先将刀柄1安装到旋转主轴上，并将搅拌头10通过平端紧定螺丝4安装在刀柄1上，再将刀架6与刀片7通过锁紧螺丝一8安装到搅拌头10上，随后将轴套2安装到旋转主轴壳体的侧壁上。之后通过锁紧螺丝二9将静止轴肩5与轴套2固定在一起，最后，将吸屑管道3的一端设置在静止轴肩5的管道安装孔52内，并匹配轴套2的外形将吸屑管道3的位置进行排布，吸屑管道3的另一端连接在吸屑器上；

2）在工作阶段：

打开吸屑器，运行焊接程序开始焊接，焊接过程中产生的溢料先经过搅拌头10与静止轴肩5的间隙，然后从静止轴肩5的内层结构上的排料孔54挤出并进入到碎屑收集间隙中；

由于刀片7通过刀架6固定在搅拌头10的外周，所以在焊接过程中，刀片7随着旋转主轴发生高速旋转，对碎屑收集间隙中的溢料进行切割粉碎，粉碎后的碎屑由于体积和重量变小，通过吸屑管道3排出，从而实现边焊接、边粉碎、边收集的效果，完成对于静止轴肩搅拌摩擦焊在焊接过程中残渣的收集管理。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置，包括刀柄（1）和轴套（2），刀柄（1）的一端安装在焊接设备的旋转主轴上，轴套（2）套设在刀柄（1）的外周并与旋转主轴侧壁固定连接，其特征在于，所述刀柄（1）内固定安装有搅拌头（10），搅拌头（10）的外侧固定有溢料粉碎组件，轴套（2）的底部固定连接有碎屑收集排出组件，溢料粉碎组件和碎屑收集排出组件相互配合对焊接溢料进行即时分割和收集排出；

所述溢料粉碎组件包括刀架（6），刀架（6）上设置多个刀片（7），所述碎屑收集排出组件包括静止轴肩（5），所述静止轴肩（5）的内腔设置为双层结构，内层结构为一层环形薄壁凸起结构，且内层结构的外壁与外层结构的内壁之间设置有碎屑收集间隙，多个所述刀片（7）的工作部设置在碎屑收集间隙中并随着搅拌头（10）高速旋转对进入碎屑收集间隙中的溢料进行切割粉碎。

2.根据权利要求1所述的一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置，其特征在于，所述刀架（6）套设在搅拌头（10）的下端外周，刀架（6）的外侧等角度设有若干个安装槽，每一个刀片（7）设置在对应的安装槽内，刀片（7）关于搅拌头（10）中轴线对称安装，且刀片（7）上具有防粘铝涂层。

3.根据权利要求2所述的一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置，其特征在于，所述碎屑收集排出组件还包括吸屑管道（3），静止轴肩（5）套设在搅拌头（10）的外侧并与轴套（2）的底部固定连接，静止轴肩（5）的侧面开设有管道安装孔（52），吸屑管道（3）的一端与管道安装孔（52）连通。

4.根据权利要求3所述的一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置，其特征在于，所述静止轴肩（5）的内层结构的侧壁上以周向阵列形式开设有多个排料孔（54），用于为溢料提供进入碎屑收集间隙的通道。

5.根据权利要求3所述的一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置，其特征在于，所述静止轴肩（5）的外层结构靠近其底部位置开设有若干进气孔（53），若干所述进气孔（53）连通碎屑收集间隙和外界空气。

6.根据权利要求3所述的一种静止轴肩搅拌摩擦焊排料即时分割收集装置，其特征在于，该装置在焊接过程中产生的溢料通过静止轴肩（5）与搅拌头（10）之间的间隙进入到静止轴肩（5）的内层结构中并通过排料孔（54）进入碎屑收集间隙中。

Images