[发明专利]搅拌冷却装置及搅拌摩擦焊机

说明书

本发明公开了一种搅拌冷却装置及搅拌摩擦焊机，搅拌冷却装置用于冷却焊机搅拌头，包括固定架，安装在所述固定架上的钟形雾罩，位于雾罩侧部的用于向雾罩内腔喷洒水雾的气雾喷嘴，位于雾罩下边缘的用于收集冷却水的水槽，以及进水端延伸至水槽中的吸水管。本发明还公开了包含该搅拌冷却装置的搅拌摩擦焊机。本发明所述的搅拌冷却装置，搅拌头和焊接区域可同时冷却且不会对工作台造成影响，冷却水能够循环利用，且喷头不受高速旋转的搅拌头影响。

技术领域

本发明涉及焊接设备，特别涉及搅拌冷却装置及搅拌摩擦焊机。

背景技术

搅拌摩擦焊接方法具有焊接变形小、残余应力小、可消除气孔、夹杂、裂纹等焊接缺陷等优点，广泛应用于各种领域。但是该方法在实际应用中经常会由于搅拌头摩擦产热过高造成焊接薄板翘曲变形、破坏焊缝内部组织结构以及加速搅拌针的损耗，将极大降低焊接质量和效率。此外，由于搅拌头转速较高，不利于内部冷却。

现有的针对搅拌摩擦焊的冷却装置只能使高速旋转的搅拌头局部冷却且冷却水只能在水箱中循环，使用效率较低。现有技术一提出了一个可回抽双轴肩搅拌头，但没有对如何回抽高速旋转的搅拌针提出具体方法；现有技术二提出了一种搅拌摩擦焊接冷却办法，其主要通过冷却水通过主轴进入搅拌头，并在搅拌头上开孔的形式来达到冷却搅拌头的目的，但对于超高转速（主轴转速高于每分钟10000转）的情况无法实现，高速旋转产生的震动会使内部进水管与高速旋转的搅拌头发生摩擦甚至磕碰，超高速导致的巨大离心力可能会使进水管瞬间脆断并甩飞，造成极大的安全隐患，成本较高，互换性差；并且在冷却过程中由小侧孔甩出的水流易沿上端面和柱面上溯回流，影响电机内部绝缘，且极大地减弱冷却效果。因此设计出一种对搅拌头和焊接区域同时冷却、不对工作台影响、冷却水能够循环利用，且喷头不受高速旋转的搅拌头影响的冷却装置成了一个迫在眉睫的重要任务。

发明内容

发明目的：本发明提供一种应用于高转速搅拌头的搅拌冷却装置，可以对搅拌头和焊接区域同时冷却，不对工作台造成影响，不影响搅拌头高速旋转且不受搅拌头旋转速度影响。另外，本发明还提供了包含该搅拌冷却装置的搅拌摩擦焊机。

技术方案：本发明所述的搅拌冷却装置，用于冷却焊机搅拌头，包括固定架，安装在所述固定架上的钟形雾罩，位于雾罩侧部的用于向雾罩内腔喷洒水雾的气雾喷嘴，位于雾罩下边缘的用于收集冷却水的水槽，以及进水端延伸至水槽中的吸水管。

在进一步的实施例中，所述固定架为两点式固定架，固定架两端开有螺纹孔结构，用于与主轴机架连接，固定雾罩，雾罩与固定架过盈配合连接。

所述搅拌头设置有若干限水槽，限水槽的直径大于位于限水槽两侧的搅拌头直径。进入雾罩的水雾在搅拌头部分可在搅拌头上的限水槽的作用下，被甩离搅拌头；限水槽的直径大于位于限水槽两侧的搅拌头直径，能避免附着在搅拌头上的水滴在离心力的作用下上溯飞溢从而降低冷却效果。

所述气雾喷嘴为两个，沿雾罩中轴线对称设置。所述气雾喷嘴与雾罩间隙配合，喷嘴方向可调节，可控制被冷却部位。

所述雾罩下端与水槽过盈配合连接。所述雾罩上部与固定架连接部分形成的端口直径小于雾罩下部端口直径。雾罩上窄下宽的设计，使得受离心力被甩出的水滴一部分能被雾罩内壁反弹，一部分顺着雾罩内壁流下进入水槽。沿雾罩上端口至下端口的方向，雾罩的直径逐渐增大，雾罩内壁形成曲面。

所述水槽底部端面与雾罩连接一侧高于另一侧底部端面，水槽底部内侧比外侧高的设计使得汇聚于雾罩内侧的水能够顺着水孔自然流到外侧。

所述吸水管进水端放置于水槽上端面以下，深度可以为1-2毫米，吸水管能实时将溢出的水滴回抽至液缸二次利用参与循环，降低成本并保护环境。

一种搅拌摩擦焊机，包括上述所述的搅拌冷却装置。