[发明专利]一种填充式双轴肩搅拌摩擦工具

说明书

技术领域

本发明涉及填充式双轴肩搅拌摩擦工具，属于焊接领域。

背景技术

双轴肩搅拌摩擦焊(Bobbin Tool Friction Stir Welding，简称BTFSW)是近年来继搅拌摩擦焊之后衍生出来的焊接技术。双轴肩搅拌摩擦焊除了具有普通搅拌摩擦焊技术的优点外，还可以焊接具有复杂形状的中空构件；另外，由于双轴肩搅拌摩擦焊搅拌工具刚度较大，故可以承受较大的焊接载荷焊接较厚的工件，在航空、航天、船舶、列车、电力和重型兵器等方面得到成功应用。

尽管利用搅拌摩擦焊接方法可以获得高质量的焊接接头，但是在工程实际操作中，焊缝内部经常会出现如空洞、隧道等缺陷，尤其是在焊接的后段，很容易出现由于填充不足引起的隧道缺陷。由于搅拌摩擦焊接方法的特点，很难再进行补焊，那么后段焊接接头强度会有较大幅度的降低，直接影响焊接结构的承载能力和效率；采用摩擦塞焊可以解决局部空腔的焊接问题，摩擦塞焊实际上是耗材摩擦焊接，工具为旋转移动的塞棒，摩擦使具有缺陷的焊缝和塞棒处于塑性状态，形成焊缝，如专利(申请号：CN200910308559.X)所描述，但是这种方法与常规搅拌摩擦焊原理相差较多，且需要焊前准备工作繁琐、难以保证焊缝前后强度一致性，难于在双轴肩搅拌摩擦焊中实现，同时这种方法也失去了搅拌摩擦焊接的表面光洁、无需填充材料的优点。

因此设计出一种既具备传统搅拌摩擦头焊接功能、又能最大程度地避免焊缝隧道缺陷的搅拌头及其使用方法，成为了一个新的重要任务。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种填充式双轴肩搅拌摩擦工具，在推进系统的强迫作用下，软化后的填充棒进入到焊缝中，从而达到弥补焊接过程中材料的损失的目的，继而提高焊缝强度。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种填充式双轴肩搅拌摩擦工具，包括搅拌针、空腔轴肩和下轴肩，所述空腔轴肩设有导料腔，导料腔内设有填充棒，导料腔下端设有限制填充棒移出的限位凸台，填充棒与推进系统连接，推进系统一端与安装在搅拌针上的压板连接，另一端位于导料腔内；所述空腔轴肩安装在搅拌针上，空腔轴肩下方安装有下轴肩形成双轴肩。

作为优选，所述推进系统包含弹簧和导杆，所述导杆与压板连接，弹簧套在导杆上，弹簧一端位于导料腔内挤压填充棒。

作为优选，所述填充棒完全消耗完毕后，弹簧的总压缩力不小于3kg。

作为优选，所述搅拌针上设有上固定平台，在空腔轴肩上旋入螺钉，通过螺钉头部顶住上固定平台锁紧空腔轴肩。

作为优选，所述搅拌针上设有下固定平台，在下轴肩上旋入螺钉，通过螺钉头部顶住下固定平台锁紧下轴肩。

作为优选，所述压板通过第一锁紧螺母固定在搅拌针上。

作为优选，所述下轴肩通过第二锁紧螺母固定在搅拌针上。

作为优选，所述填充棒与被焊接工件材质相同。

有益效果：本发明的填充式双轴肩搅拌摩擦工具，在搅拌针高速旋转的过程中，填充棒位于空腔轴肩下端的一端受热软化，在推进系统的推动下，不断的进入到焊接区域，提高了焊接质量，且填充金属的成分根据具体的焊接要求可以方便更改，实用性强；而且由于填充棒被进系统不断的挤压进入焊接区域，在焊接结束的时候不会出现填充不足的缺陷，焊接开始和结束的焊接质量一致，接头焊接强度好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为空腔轴肩与搅拌针的配合示意图。

图3为下轴肩与搅拌针的配合示意图。

具体实施方式