[发明专利]一种能减小变形去除飞边的搅拌摩擦连接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能减小变形去除飞边的搅拌摩擦连接装置，尤其对于薄板(<=2mm)板材的对接焊，更能有效防止板材变形，去除焊接过程中出现的飞边，属于材料连接技术领域。

背景技术

搅拌摩擦焊（FSW）是英国焊接研究所（The Welding Institute, TWI）在1991年发明的，它是一种新型固相连接技术，专利号为（US 5460317），使用该技术进行焊接时，搅拌头以恒定速度旋转并按设定轨迹匀速运动，通过搅拌针插入材料内部进行搅拌，以及搅拌头的轴肩与母材的强烈摩擦作用，使得热影响区内的金属材料处于一种固溶状态，母材最高温度不超过熔点，在搅拌头和搅拌针的共同作用下，焊缝区域的金属被连接在一起，最后完成了整个焊接过程。

搅拌摩擦连接过程中最重要的部分就是搅拌头，搅拌头的形状直接关系着焊缝成型效果，国内外的很多专利都对搅拌头的外观进行了设计和改进。

在焊接过程中，由于搅拌头的高速旋转，并且随着焊接速度的提高，不可避免的会出现飞边现象，国内的很多专利在去除飞边的方法上也做了很多工作，比如改变搅拌头的形状，增加附加装置等。

在薄板（厚度小于2mm）搅拌摩擦连接过程中，由于板太薄，不容易固定，特别是在两块板对接处，由于夹具与搅拌头的位置干涉，导致夹具距离焊缝比较远，所以在焊接过程中，容易出现对接不好或者翘曲现象，严重影响焊接质量。

本发明就是在薄板搅拌摩擦连接的基础上，对搅拌摩擦连接装置进行改进，目的是减小工件变形，去除飞边，提高焊接质量，减少后续铣削工作量。

发明内容

本发明的目的：

本发明的目的在于提供一种能固定工件，减小工件变形，去除飞边，并能提高焊接质量的搅拌摩擦连接装置。

本发明的技术方案：一种减小变形去除飞边的搅拌摩擦连接装置，其特征在于，搅拌摩擦连接装置由搅拌轴（1）、大圆柱体（8）、承压块（2）、滚子保持架（3）、滚子（4）、套筒（5）组成。搅拌轴（1）由夹持柄（6）、大圆柱体（8）、支撑圆柱体（9）、端部圆柱体（10）、搅拌头轴肩（11）、搅拌针（12）六部分组成，如图2所示。夹持柄（6）上铣有夹持平面（7）；承压块（2）和套筒（5）之间通过滚子（4）保持相对转动。

所述的一种减小变形去除飞边的搅拌摩擦连接装置，承压块（2）与套筒（5）之间是过盈配合，在主轴带动搅拌头旋转时，承压块（2）同步旋转，由于承压块（2）在大圆柱体（8）之下，能够传递下压力，并将下压力传递到套筒（5）上。

所述的一种减小变形去除飞边的搅拌摩擦连接装置，承压块（2）和套筒（5）之间通过滚子保持架（3）、滚子（4）相连，套筒（5）与搅拌头主体之间留有适量的间隙，保证套筒（5）和搅拌头主体之间不接触，这样在工作过程中，套筒（5）不随搅拌头转动。

所述的一种减小变形去除飞边的搅拌摩擦连接装置，套筒（5）为圆柱体状，两侧各开一个观察窗，方便调整搅拌头轴肩的下压量，能直接观察到焊接过程，特别是在调整参数过程中，能根据焊接结果判断是否需要中止焊接过程。

所述的一种减小变形去除飞边的搅拌摩擦连接装置，套筒（5）与搅拌头轴肩的垂直方向的距离为焊接过程下压量，这样就能保证在焊接过程中，套筒（5）是一直与工件接触，通过承压块（2）传递过来的下压力对工件起移动约束的作用，保证在焊接的每个时刻工件的约束是最优状态。

所述的一种减小变形去除飞边的搅拌摩擦连接装置，在焊接过程中，容易在焊缝周围产生飞边，套筒（5）与工件接触的底端，在工件移动过程中，能够通过套筒与工件的接触将软化的金属去除，减少了后续铣削的工作，相应地减少了工件的二次变形。

所述的一种减小变形去除飞边的搅拌摩擦连接装置，套筒安装在搅拌头外，针对不同的板厚，可以将套筒拆卸下来，更换成其他尺寸的套筒，保证满足不同的工作条件。

本发明具有的优点和有益效果：本发明所提出的一种减小变形去除飞边的搅拌摩擦连接装置，通过改进搅拌头的外部装置，增加套筒，改进了工件的约束问题，实现了动态的约束；通过套筒的底端与工件的接触，有效的去除了飞边。

附图说明:

图1为本发明的主结构剖面示意图；

图2为本发明搅拌轴示意图；

图3为本发明主结构示意图；

图4为本发明的套筒示意图。

具体实施方式：