[发明专利]一种薄板搅拌摩擦焊可回抽主轴头

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄板搅拌摩擦焊可回抽主轴头。 

背景技术

搅拌摩擦焊是由英国焊接研究所(The Welding Institute，简称TWI)于1991年提出的一种固态连接方法，并于1993年和1995年在世界范围内的发达和发展中国家申请了知识产权保护。此技术原理简单，且控制参数少，易于自动化，可将焊接过程中的人为因素降到最低。搅拌摩擦焊技术与传统的熔焊相比，拥有很多优点，因而使得它具有广泛的工业应用前景和发展潜力。有关搅拌摩擦焊接头的组织、力学性能(包括断裂、疲劳、腐蚀性能)、无损检测以及工艺参数对焊缝质量的影响等的研究是推广应用搅拌摩擦焊的基础，有关这些方面的研究是这个领域的研究热点。搅拌摩擦焊技术是世界焊接技术发展史上自发明到工业应用时间跨度最短和发展最快的一项神奇的固相连接新技术。截止2002年9月15日，世界范围内得到英国焊接研究所(TWI)搅拌摩擦焊专利技术许可的用户已经有78家，与搅拌摩擦焊技术相关的专利技术有551项，用户已覆盖24个国家和地区。著名的Boeing、NASA、BAE、HONDA、GE、HITACHI、MARTIN等公司购买了此项技术，并已大量的在航天、航空、车辆、造船等行业得到成功地应用。 

搅拌摩擦焊的焊接原理为：置于垫板上的对接工件通过夹具夹紧，以防止对接接头在焊接过程中松开。一个带有特型搅拌指头的搅拌头旋转并缓慢的将搅拌指头插入两块对接板材之间的焊缝处。一般来讲，搅拌指头的长度接近焊缝的深度。当旋转的搅拌指头接触工件表面时，与工件表面的快速摩擦产生的摩擦热使接触点材料的温度升 高，强度降低。搅拌指头在外力作用下不断顶锻和挤压接缝两边的材料，直至轴肩紧密接触工件表面为止。这时，由旋转轴肩和搅拌指头产生的摩擦热在轴肩下面和搅拌指头周围形成大量的塑化层。当工件相对搅拌指头移动或搅拌指头相对工件移动时，在搅拌指头侧面和旋转方向上产生的机械搅拌和顶锻作用下，搅拌指头的前表面把塑化的材料移送到搅拌指头后表面。在搅拌指头沿着接缝前进时，搅拌焊头前头的对接接头表面被摩擦加热至超塑性状态。搅拌指头和轴肩磨擦接缝，破碎氧化膜，搅拌和重组搅拌指头后方的磨碎材料。搅拌指头后方的材料冷却后就形成焊缝。可见此焊缝是在热、机联合作用下形成的固态焊缝。这种方法可以看作是一种自锁孔连接技术，在焊接过程中，搅拌指头所在处形成小孔，小孔在随后的焊接过程中又被填满，应该指出，搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。 

薄板搅拌摩擦焊可回抽主轴头适用于单轴肩和双轴肩搅拌头，以消除搅拌焊接所产生的匙孔。 

专利号为CN200420003406.7、专利名称为“可回抽搅拌摩擦焊主轴头”的中国发明专利，涉及对搅拌摩擦焊机的改进。它包括壳体、主轴、搅拌针和电机，在壳体后部有滑套腔和驱动腔；在主轴上有槽孔，在主轴的内孔中有拉杆，它的前端与搅拌针连接，后端有一个销孔，滑套套在主轴上，销轴将主轴、拉杆和滑套结合成可相对轴向移动的连接形式；有一个拨叉，其下端通过齿轮、变速箱与伺服电机连接，拨叉臂的上端通过轴与滑套连接；在壳体上槽孔的部位固定着一个位移测量机构。该发明采用机械传动回抽搅拌针，避免了液压式漏油带来的危害。结构简单，成本低。通过闭环控制，搅拌针的回抽位移精度高。 

但，其回抽主轴头的精度还不能满足要求。 

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一 种薄板搅拌摩擦焊可回抽主轴头，它精度高，回抽行程的速度与进给量可控制性好，输出回抽力大。 

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案： 

本发明提供了一种薄板搅拌摩擦焊可回抽主轴头，包括轴肩轴、与轴肩轴同心安装的搅拌针轴，及搅拌头和安装于搅拌头内的搅拌针，所述搅拌头安装于轴肩轴的顶端，所述轴肩轴和内藏式电机连接，搅拌针安装于搅拌针轴的顶端，所述搅拌针轴通过花键与轴肩轴连接，所述搅拌针轴的尾端设置有一个滚珠丝杆螺母副，所述滚珠丝杆螺母副通过同步带轮机构及减速机和伺服电机连接，滚珠丝杆螺母副的末端安装有传感器组。