RU2010141979A

RU2010141979A - Усовершенствованные многопоясковые инструменты с закрепленными бобинами для одновременной сварки трением с перемешиванием множества параллельных стенок между деталями

Info

Publication number: RU2010141979A
Application number: RU2010141979/02A
Authority: RU
Inventors: Израэл СТОЛ (US); Израэл СТОЛ; Джон У Мл. КОБЕС (US); Джон У Мл. КОБЕС; Трент А. ЧОНТАС (US); Трент А. ЧОНТАС; Джозеф М. ФРАЙДИ (US); Джозеф М. ФРАЙДИ
Original assignee: Алкоа Инк. (Us); Алкоа Инк.
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2012-04-20
Also published as: US20100163603A1; WO2009114861A1; CA2717732A1; EP2262606A1; KR20100136502A; US8256657B2; US8413875B2; RU2484934C2; CN101970167A; US7854362B2; US20090230173A1; US20120325895A1

Abstract

1. Многопоясковый инструмент для сварки трением с перемешиванием, содержащий: ! монолитный поясково-стержневой узел с двумя поясками, имеющий пару противоположно ориентированных поясков со стержневым участком заданной длины, расположенным между ними, и высверленное отверстие в паре противоположно ориентированных поясков и стержневом участке, при этом каждый поясок пары противоположно расположенных поясков включает в себя конец, имеющий углубление в нем, причем по меньшей мере одно углубление имеет резьбу; !монолитный поясково-стержневой узел с одним пояском, имеющий поясок, стержневой участок и высверленное отверстие в пояске и стержневом участке, причем поясок включает в себя конец, имеющий резьбовое углубление в нем, при этом часть стержневого участка имеет резьбу; ! соединитель, имеющий первый резьбовой конец, второй резьбовой конец и высверленное сквозное отверстие в нем, причем первый резьбовой конец функционально совместим с резьбовым углублением монолитного поясково-стержневого узла с двумя поясками, а второй резьбовой конец функционально совместим с резьбовым углублением монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском; и ! монолитный узел поясок/хвостовик, имеющий поясок и высверленное сквозное отверстие в нем, при этом часть высверленного отверстия имеет резьбу и функционально совместима с резьбовой частью стержня так, что образуется регулируемый зазор между пояском монолитного узла поясок/хвостовик и пояском монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском при вращении монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском относительно монолитного узла поясок/хвостовик, !

Claims

1. Многопоясковый инструмент для сварки трением с перемешиванием, содержащий:

монолитный поясково-стержневой узел с двумя поясками, имеющий пару противоположно ориентированных поясков со стержневым участком заданной длины, расположенным между ними, и высверленное отверстие в паре противоположно ориентированных поясков и стержневом участке, при этом каждый поясок пары противоположно расположенных поясков включает в себя конец, имеющий углубление в нем, причем по меньшей мере одно углубление имеет резьбу;

монолитный поясково-стержневой узел с одним пояском, имеющий поясок, стержневой участок и высверленное отверстие в пояске и стержневом участке, причем поясок включает в себя конец, имеющий резьбовое углубление в нем, при этом часть стержневого участка имеет резьбу;

соединитель, имеющий первый резьбовой конец, второй резьбовой конец и высверленное сквозное отверстие в нем, причем первый резьбовой конец функционально совместим с резьбовым углублением монолитного поясково-стержневого узла с двумя поясками, а второй резьбовой конец функционально совместим с резьбовым углублением монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском; и

монолитный узел поясок/хвостовик, имеющий поясок и высверленное сквозное отверстие в нем, при этом часть высверленного отверстия имеет резьбу и функционально совместима с резьбовой частью стержня так, что образуется регулируемый зазор между пояском монолитного узла поясок/хвостовик и пояском монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском при вращении монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском относительно монолитного узла поясок/хвостовик,

посредством чего может быть одновременно сварено множество деталей одинаковой или разной толщины.

2. Инструмент по п.1, дополнительно содержащий (i) натяжной стержень, функционально соединенный со стержневыми участками монолитного поясково-стержневого узла с двумя поясками и монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском для приложения сжимающего усилия к стержневым участкам, когда натяжной стержень находится под натяжением, и (ii) механизм, прикладывающий нагрузку к натяжному стержню, соединенный с натяжным стержнем для того, чтобы поместить натяжной стержень под натяжение.

3. Инструмент по п.1, дополнительно содержащий самофиксирующийся механизм соединителя.

4. Инструмент по п.3, в котором самофиксирующийся механизм соединителя имеет направление резьбы первого резьбового конца соединителя, при этом резьбовое углубление монолитного поясково-стержневого узла с двумя поясками противоположно направлению резьбы второго резьбового конца соединителя и резьбовому углублению монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском так, что при вращении многопояскового инструмента для сварки трением с перемешиванием во время операции сварки трением с перемешиванием соединитель затягивается внутри монолитного поясково-стержневого узла с двумя поясками и внутри монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском.

5. Инструмент по п.2, дополнительно содержащий механизм снятия крутящего момента, функционально соединенный с натяжным стержнем и с монолитным поясково-стержневым узлом с двумя поясками, для высвобождения натяжного стержня из монолитного поясково-стержневого узла с двумя поясками, если торсионная нагрузка превышает степень усталости монолитного поясково-стержневого узла с двумя поясками или монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском.

6. Инструмент по п.1, дополнительно содержащий контргайку, навинченную на резьбовую часть стержневого участка монолитного поясково-стержневого узла с одним пояском прилегающим образом относительно монолитного узла поясок/хвостовик.

7. Многопоясковый инструмент для сварки трением с перемешиванием, содержащий:

сплошной стержень с наружной резьбой, имеющий диаметр и длину;

поясок, имеющий безрезьбовой внутренний диаметр, немного больший диаметра внешней резьбы сплошного стержня, и по меньшей мере одно, по существу, радиальное установочное отверстие под винт;

монолитный поясок-хвостовик, имеющий безрезьбовой внутренний диаметр, немного больший сплошного стержня с наружной резьбой, и по меньшей мере одно, по существу, радиальное резьбовое установочное отверстие под винт;

пару стопорных гаек, имеющих безрезьбовой наружный диаметр и внутренний резьбовой диаметр, функционально совместимый со сплошным стержнем с наружной резьбой,

при этом поясок и монолитный поясок-хвостовик выполнены с возможностью скользящего взаимодействия со сплошным стержнем с наружной резьбой вдоль его длины для задания пространства, немного большего толщины свариваемой детали.

8. Инструмент по п.7, дополнительно содержащий контргайку, навинченную на сплошной стержень с наружной резьбой прилегающим образом относительно пояска.

9. Инструмент по п.7, дополнительно содержащий контргайку, навинченную на сплошной стержень с наружной резьбой прилегающим образом относительно монолитного пояска/хвостовика.

10. Инструмент по п.7, дополнительно содержащий, по существу, радиальные установочные винты для соединения пояска и монолитного пояска-хвостовика с парой стопорных гаек.

11. Многопоясковый инструмент для сварки трением с перемешиванием, содержащий:

неразъемный узел стержень-хвостовик, имеющий множество стержневых участков на узле стержень-хвостовик,

при этом множество стержневых участков выполнено для их введения во множество соединений для выполнения операции сварки трением с перемешиванием соответствующего множества соединений, а

участок хвостовика узла стержень-хвостовик выполнен для прикрепления дополнительного осевого натяжного стержня,

множество узлов для сварки трением с перемешиванием, каждый из которых содержит:

пару поясков, которые соединены с узлом стержень-хвостовик, при этом каждый поясок имеет дистальный конец и проксимальный конец, причем проксимальный конец каждого пояска обращен к стержневому участку узла стержень-хвостовик, посредством чего поясок и стержень (стержни) вращаются в унисон; и

пару разъемных втулок или пару гаек, которые соединены со узлом стержень-хвостовик и обращены к дистальному концу каждого пояска;

при этом множество узлов для сварки трением с перемешиванием соединено друг с другом, посредством чего узлы вращаются в унисон для одновременного создания множества параллельных сварных швов.

12. Инструмент по п.11, в котором осевой натяжной стержень расположен в участке хвостовика узла стержень-хвостовик.

13. Инструмент по п.12, в котором узел стержень-хвостовик содержит средство нагружения для подвергания осевого натяжного стержня натяжению, а стержня-хвостовика - сжатию.

14. Инструмент по п.11, в котором узел стержень-хвостовик имеет безрезьбовые концы с по меньшей мере двумя плоскими поверхностями по длине узла стержень-хвостовик.

15. Инструмент по п.11, в котором каждый поясок имеет отверстие для содействия контакту с резьбой на узле стержень-хвостовик.

16. Инструмент по п.11, в котором каждая разъемная втулка имеет резьбовой наружный диаметр и резьбовой внутренний диаметр, который соединен с узлом стержень-хвостовик посредством навинчивания резьбы на наружном диаметре втулки на резьбу на внутреннем диаметре пояска и навинчивания резьбы на внутреннем диаметре втулки на резьбу на наружном диаметре узла стержень-хвостовик.

17. Инструмент по п.16, в котором каждая разъемная втулка дополнительно завинчена на узле стержень-хвостовик или соединена с ним винтами.

18. Инструмент по п.11, в котором каждая гайка имеет резьбовой наружный диаметр и резьбовой внутренний диаметр, который соединен с узлом стержень-хвостовик посредством навинчивания резьбы на наружном диаметре гайки на резьбу на внутреннем диаметре пояска и навинчивания резьбы на внутреннем диаметре гайки на резьбу на наружном диаметре узла стержень-хвостовик.

19. Инструмент по п.18, в котором каждая гайка дополнительно завинчена на узле стержень-хвостовик или соединена с ним винтами.

20. Инструмент по п.19, в котором каждая гайка дополнительно соединена с узлом стержень-хвостовик контргайками.

21. Инструмент по п.11, в котором пояском может быть хвостовик с выполненным за одно целое пояском.

22. Инструмент по п.13, в котором средство нагружения для подвергания осевого натяжного стержня сжатию представляет собой подшипник, расположенный на конце узла стержень-хвостовик для снятия и ослабления крутящего момента, созданного стержневыми участками узла стержень-хвостовик во время операции сварки трением с перемешиванием.

23. Инструмент по п.16, в котором дистальный конец пояска и резьбовой наружный диаметр втулки образуют небольшой карман для предотвращения вытекания пластифицированного материала из соединения.

24. Способ сварки трением с перемешиванием множества соединений одновременно, включающий использование по меньшей мере одного многопояскового инструмента для сварки трением с перемешиванием по п.11.

25. Способ по п.24, в котором два многопоясковых инструмента для сварки трением с перемешиванием одновременно приводят в действие посредством трансмиссионной системы, разделяющей вращение.

26. Способ по п.24, в котором два многопоясковых инструмента для сварки трением с перемешиванием одновременно приводят в действие посредством двух синхронизированных сервоуправляемых двигателей.

27. Инструмент по п.11, в котором стержень-хвостовик выполнен из сплошного стержня.