[发明专利]一种实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置及方法

权利要求书

1.一种实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置，包括搅拌头（3）、搅拌针（3-1）、轴肩（3-2）、连接环Ⅰ（5-1）、连接环Ⅱ（5-2）和围挡（6），其特征在于：围挡（6）后端的上下端分别设有一体连接的连接环Ⅰ（5-1）和连接环Ⅱ（5-2），搅拌头（3）的下端固接轴肩（3-2），轴肩（3-2）的下端固接搅拌针（3-1），搅拌头（3）的上侧和轴肩（3-2）的上侧分别转动连接在连接环Ⅰ（5-1）和连接环Ⅱ（5-2）内；围挡（6）内加入冷却水，在焊接过程中围挡（6）处在温度场较高的材料的一侧，利用围挡（6）限制冷却水的位置，进行单侧降温。

2.根据权利要求1所述的实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：该搅拌摩擦焊装置还包括耐高温橡胶圈（7），耐高温橡胶圈（7）固接在围挡（6）的下端，搅拌针（3-1）位于耐高温橡胶圈（7）的下方。

3.根据权利要求2所述的实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：耐高温橡胶圈（7）伸出于轴肩（3-2）形成间距，所述间距为0.3-2mm。

4.根据权利要求3所述的实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：所述耐高温橡胶圈（7）材料为硅胶、氟胶和全氟醚的其中之一。

5.根据权利要求4所述的实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：所述搅拌头（3）的上端为夹持柄。

6.根据权利要求5所述的实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：该搅拌摩擦焊装置还包括轴承Ⅰ（4-1）和轴承Ⅱ（4-2），所述搅拌头（3）通过轴承Ⅰ（4-1）转动连接在连接环Ⅰ（5-1）内，轴肩（3-2）通过轴承Ⅱ（4-2）转动连接在连接环Ⅱ（5-2）内。

7.根据权利要求6所述的实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：该搅拌摩擦焊装置还包括进水部（8-1）和出水部（8-2），围挡（6）的左右两端分别固接并连通进水部（8-1）和出水部（8-2）。

8.根据权利要求7所述的实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：围挡（6）内部设有延伸至底部的进水管 （9-1）和出水管（9-2），进水管 （9-1）和出水管（9-2）分别与进水部（8-1）和出水部（8-2）连通。

9.根据权利要求8所述的实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：该搅拌摩擦焊装置还包括水循环机构，水循环机构是以泵为基础的机构，水循环机构利用泵向进水部（8-1）内输水并利用泵通过出水管（9-2）吸水形成水循环。

10.根据权利要求9所述的实现随焊局部水冷的搅拌摩擦焊装置进行搅拌摩擦焊接的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、设置第一材料（1）和第二材料（2）并将二者进行固定使得内端面贴合，第一材料和第二材料上表面的高度差不大于0.5mm；

步骤二、设置焊接设备，将焊接设备的旋转轴与所述夹持柄固接；

步骤三、设置水源，使进水管 （9-1）利用泵抽取水源中的水至围挡（6）内，出水管（9-2）利用泵将围挡（6）内的水抽送回所述水源形成进水与出水量相等的水循环；

步骤四、使围挡（6）在焊接过程中位于第一材料（1）和第二材料（2）中温度较高的一侧，并使围挡（6）的长边平行于焊接方向；

步骤五、启动所述焊接设备使搅拌针（3-1）旋转，将搅拌针（3-1）逐渐扎入到第一材料（1）和第二材料（2）的焊接部位，达到预定深度后，耐高温橡胶圈（7）开始压缩变形，焊接作业开始；

步骤六、调节围挡（6）的位置用以改变焊接位置。