[发明专利]一种自支撑搅拌摩擦焊接装置及其焊接方法

权利要求书

1.一种自支撑搅拌摩擦焊接装置，其特征是，设有上部轴肩、搅拌针、第一中部轴肩、弹簧、第二中部轴肩和下部轴肩，所述搅拌针依次穿过上部轴肩、第一中部轴肩、弹簧、第二中部轴肩和下部轴肩，所述搅拌针的下端攻有细牙螺纹，所述搅拌针通过细牙螺纹连接螺母，所述螺母的上端面与所述下部轴肩的下端面接触，从下方顶住所述下部轴肩，所述第一中部轴肩的下端沿轴线设有第一沉孔，所述第二中部轴肩的上端沿轴线设有第二沉孔，所述弹簧的一端伸入所述第一沉孔内，与所述第一沉孔的上端面接触，所述弹簧的另一端伸入所述第二沉孔内，与所述第二沉孔的下端面接触，所述搅拌针的上端和下端分别设有上端键槽和下端键槽，所述上部轴肩设有上位键槽，所述下部轴肩设有下位键槽，所述上位键槽延伸到所述上部轴肩顶面，所述下位键槽延伸到所述下部轴肩底面，所述上端键槽和所述上位键槽中设有上位键，所述下端键槽和所述下位键槽中设有下位键。

2.根据权利要求1所述的自支撑搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述第一中部轴肩和所述第二中部轴肩沿轴线分别设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔与所述搅拌针间隙配合。

3.根据权利要求1所述的自支撑搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述上部轴肩沿轴线设有第一安装孔，所述下部轴肩沿轴线设置有第二安装孔，所述第一安装孔、所述第二安装孔与搅拌针间隙配合。

4.根据权利要求3所述的自支撑搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述上部轴肩下端面和下部轴肩上端面均设有螺旋凹槽。

5.根据权利要求4所述的自支撑搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述上部轴肩上一体成型设有夹持柄。

6.一种如权利要求1所述的自支撑搅拌摩擦焊接装置的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)中空型材组配：利用装卡工具将被焊中空型材固定在工作台上，使被焊中空型材对接且处于同一水平面上，组配成待焊箱型结构；

(2)确定焊接装置尺寸：根据待焊箱型结构内腔宽度选择第一中部轴肩和第二中部轴肩，保证第一中部轴肩和第二中部轴肩的直径均小于待焊箱型结构内腔宽度，根据箱型结构内腔高度选择弹簧，保证弹簧的自由长度大于箱型结构内腔高度，弹簧的极限载荷大于10倍的第一中部轴肩的重量，根据箱型结构的高度调整螺母，使得上部轴肩与下部轴肩之间的间距小于等于箱型结构的高度；

(3)搅拌摩擦焊焊接：调整焊接装置与待焊箱型结构的相对位置，保证上对接缝和下对接缝与搅拌针对中，调节弹簧的压紧状态，使得第一中部轴肩的上端面卡住待焊箱型结构内腔的上表面，第二中部轴肩的下端面卡住待焊箱型结构内腔的下表面，选取合适的参数，将焊接装置平移以切入对接缝进行焊接。