CN214721405U - 一种用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，包括大缸体、小缸体、壳体、压量板、测量板、卡框，卡框上带有垂直的刻度线，卡框上整数刻度处设置水平的卡槽，所述测量板通过卡槽水平安装于卡框的整数刻度处，测量板的中部设置通孔作为测量孔；所述大缸体安装于壳体内部，带有刻度的小缸体安装于壳体外部，大缸体的顶部开口处通过活塞杆密封，活塞杆伸出大缸体后连接水平设置的压量板，所述壳体顶部开口处的壳壁径向收缩后在压量板上方形成限位块；其中，大缸体的底部通过导管与小缸体连通以形成密封的连通腔，连通腔内充有液态的介质。其使用方法简单快捷，装置结构简易，成本低廉，实现精准测量搅拌针长度。

Description

一种用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置

技术领域

本实用新型属于长度测量装置技术领域，具体涉及一种用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置。

背景技术

焊接技术在加工制造领域非常重要，特别是体型较大结构比较复杂，传统加工方法难以成形的零件，焊接成型方法具有得天独厚的优势。在众多焊接技术中，搅拌摩擦焊以其固相连接，焊接接头强度高，焊接过程绿色无污染独特的优势，正在越来越广泛的应用在制造业中。

搅拌摩擦焊接技术是1991在英国焊接技术研究所(TWI)诞生的固相连接技术，其焊接过程无弧光、烟尘，无需气体保护和金属填充，是一种典型的新型绿色焊接技术。

搅拌摩擦焊技术在针对铝合金焊接时表现出的独到优势，使得其在航空航天、汽车、船舶、轨道交通车辆等领域的各类铝合金结构件制造方面得到了广泛地应用。

搅拌摩擦焊是高速旋转的搅拌头扎入工件后沿焊接方向运动，在搅拌头与工件接触部位产生摩擦热，使其周围金属形成塑性软化层，软化层金属在搅拌头旋转作用下填充搅拌针后方所形成的空腔，并在搅拌头轴肩与搅拌针的搅拌及挤压作用下实现材料连接的固相焊接方法。但是目前该技术也包含一些难点：

1.装配要求较高，搅拌针长度与厚度差控制较严。一般搅拌针长度与材料厚度相差0.2mm,误差不能大于0.05mm。在焊接过程中，由于焊接母材厚度变化，需要及时调整下压量，搅拌针过长会导致掉接过程中搅拌针容易扎穿焊接材料，搅拌针过短会导致焊缝背部容易产生弱结合和未焊透等缺陷。

2.为了提高搅拌针焊接深度，减小搅拌针扎入焊接材料时的顶锻力，搅拌针顶部通常为球面，目前测量搅拌针针尖长度通常使用游标卡尺测量，多次读数后取平均值的方式，测量精度较低，耗时较长。

目前市场上未见有效装置可用于实现搅拌针长度测量。

实用新型内容

基于以上问题，本实用新型的目的在于提供一种用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，其使用方法简单快捷，装置结构简易，成本低廉，实现精准测量搅拌针长度。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，包括大缸体、小缸体、壳体、压量板、测量板、卡框，所述卡框由三个垂直板依次对接构成并安装于壳体顶部，卡框上带有垂直的刻度线，刻度线的零刻度位于卡框与壳体顶部的转接处，卡框上整数刻度处设置水平的卡槽，所述测量板通过卡槽水平安装于卡框的整数刻度处，测量板的中部设置通孔作为测量孔；所述大缸体安装于壳体内部，带有刻度的小缸体安装于壳体外部，大缸体的顶部开口处通过活塞杆密封，活塞杆伸出大缸体后连接水平设置的压量板，所述壳体顶部开口处的壳壁径向收缩后在压量板上方形成限位块；其中，大缸体的底部通过导管与小缸体连通以形成密封的连通腔，连通腔内充有液态的介质。

本实用新型提供的用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，使用时，按待测搅拌针长度的整数值向下取整，将测量板安装于卡框上对应整数刻度的卡槽上，将搅拌针的针尖穿过测量孔后抵在压量板上并向下压至使搅拌针的轴肩与测量板相抵，此时，搅拌针的根部与测量板的顶部齐平，读出小缸体上的液位刻度，换算出搅拌针长度，换算原理如下：

由于搅拌针的针尖尺寸测量精度高，难以直观测量，采用了放大原理；设大缸体和小缸体横截面积比为1：X，搅拌针推动压量板向下运动，压量板下端的活塞杆将大缸体内的介质压入小缸体，小缸体液面上升，由于挤压出的液体体积不变，搅拌针将活塞杆向下压1mm时，大缸体内部液面下降1mm，小缸体液面相对上升Xmm，这样，就将搅拌针的下压量放大了X倍，读取小缸体上升的液位刻度值Y，且已知测量板的量程Z，计算得到搅拌针的长度：

从而一次性精确的得到出搅拌针的长度。

优化的，所述压量板与大缸体之间还设置固定板，固定板与壳体固连，固定板与压量板之间设置弹簧，一次测量完成后搅拌针退出，弹簧将压量板复位。

优化的，所述小缸体上的刻度间距相对于标准的刻度间距放大，放大的倍数值为大缸体与小缸体内腔横截面积的比值，这样可以从小缸体上直接读出搅拌针长度的分数值；为了保证测量精度，大缸体和小缸体的横截面积分别保持上下一致，例如采用圆柱形内腔。

优化的，所述大缸体的顶部开口通过橡胶塞密封，所述活塞杆与橡胶塞固连。

具体的，测量板上的刻度条以每2mm为一个刻度，量程为2～18mm。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，通过测量板得到搅拌针长度的整数值，通过小缸体对大缸体液位的放大来测量搅拌针长度的分数值，提高搅拌摩擦焊搅拌针长度测量精度和测量效率，避免减小由于游标卡尺测量不准，造成的焊接缺陷，提高生产效率和焊接质量。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置的示意图；

图2为侧视图(卡框部分侧剖)；

图3为测量板俯视图；

图中所示：1-壳体；2-大缸体；3-活塞杆；4-固定板；5-压量板；6-卡框；7-导管；8-小缸体；9-介质；10-橡胶塞；11-弹簧；12-测量板；13-测量孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至3所示，本实施例提供一种用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，包括大缸体2、小缸体8、壳体1、压量板5、测量板12、卡框6，所述大缸体2安装于壳体1内部，带有刻度的小缸体8安装于壳体1外部，大缸体2的顶部开口通过橡胶塞密封，所述活塞杆3与橡胶塞固连，活塞杆3伸出大缸体2后连接水平设置的压量板5，所述壳体1顶部开口处的壳壁径向收缩后在压量板5上方形成限位块，压量板5与大缸体2之间还设置固定板4，固定板4与壳体1固连，固定板4与压量板5之间设置弹簧11；所述卡框6由三个垂直板依次对接构成并安装于壳体1顶部，卡框6上带有垂直的刻度线，刻度线的零刻度位于卡框6与壳体1顶部的转接处，卡框6上整数刻度处设置水平的卡槽，所述测量板12通过卡槽水平安装于卡框6上，如图3所示，测量板12的中部设置通孔作为测量孔13；其中，大缸体2的底部通过导管7与小缸体8连通以形成密封的连通腔，连通腔内充有液态的介质9。

使用时，按待测搅拌针长度的整数值向下取整，将测量板12安装于卡框6上对应整数刻度的卡槽上，将搅拌针14的针尖穿过测量孔13后抵在压量板5上并向下压至使搅拌针14的轴肩与测量板12相抵，此时，搅拌针14的根部与测量板12的顶部齐平，读出小缸体8上的液位刻度，换算出搅拌针14的长度，一次测量完成后搅拌针14退出，弹簧11将压量板5复位；本实施例中，大缸体2和小缸体8横截面积比为1：20，挤压出的液体体积不变，当压量板5下降1mm时，大缸体2内部液面下降1mm，小缸体8液面上升20mm，本实施例通过测量板12得到搅拌针长度的整数值，通过小缸体8对大缸体2液位的放大来测量搅拌针长度的分数值，同时在测量时将搅拌针的分数值部分放大20倍，从而便于精准计数，实现精确测量，还有造价低廉、成本低、结构简单的优点。

本实用新型的上述实施例仅仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，其特征在于，包括大缸体、小缸体、壳体、压量板、测量板、卡框，所述卡框由三个垂直板依次对接构成并安装于壳体顶部，卡框上带有垂直的刻度线，刻度线的零刻度位于卡框与壳体顶部的转接处，卡框上整数刻度处设置水平的卡槽，所述测量板通过卡槽水平安装于卡框的整数刻度处，测量板的中部设置通孔作为测量孔；所述大缸体安装于壳体内部，带有刻度的小缸体安装于壳体外部，大缸体的顶部开口处通过活塞杆密封，活塞杆伸出大缸体后连接水平设置的压量板，所述壳体顶部开口处的壳壁径向收缩后在压量板上方形成限位块；其中，大缸体的底部通过导管与小缸体连通以形成密封的连通腔，连通腔内充有液态的介质。

2.根据权利要求1所述的用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，其特征在于，所述压量板与大缸体之间还设置固定板，固定板与壳体固连，固定板与压量板之间设置弹簧。

3.根据权利要求1所述的用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，其特征在于，所述小缸体上的刻度间距相对于标准的刻度间距放大，放大的倍数值为大缸体与小缸体内腔横截面积的比值。

4.根据权利要求1所述的用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，其特征在于，所述大缸体的顶部开口通过橡胶塞密封，所述活塞杆与橡胶塞固连。

5.根据权利要求1所述的用于搅拌摩擦焊的搅拌针长度装置，其特征在于，测量板上的刻度条以每2mm为一个刻度，量程为2～18mm。

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