[发明专利]双轴肩搅拌摩擦焊焊后上下轴肩拆卸搅拌工具及使用方法

说明书

本发明提供一种适用于密闭环缝的双轴肩搅拌摩擦焊焊后上下轴肩拆卸的搅拌工具及使用方法，双轴肩搅拌工具由上轴肩、下轴肩和搅拌针三部分组成，上轴肩与搅拌针为间隙配合，下轴肩与搅拌针采用螺纹连接并在轴向上采用台阶进行限位。双轴肩搅拌摩擦焊焊接完成后，主机头继续转动，在焊接终止位置停留1～5s；主机头和回抽轴分别带动搅拌工具整体上抬、下轴肩与搅拌针组合体整体下移，使上下轴肩在旋转的状态下与被焊材料脱离；待上下轴肩与被焊板材完全脱离后，主轴及回抽轴停止转动，使用拆卸工具将下轴肩与搅拌针分离；移动主机头将上轴肩连同搅拌针拔出被焊材料，此时被焊板材上仅留下一个搅拌针直径大小的匙孔。

技术领域

本发明属于焊接领域，涉及一种适用于密闭环缝的双轴肩搅拌摩擦焊焊后上下轴肩拆卸的搅拌工具及使用方法。

背景技术

双轴肩搅拌摩擦焊是一种新型的固相连接技术，其特点在于具备上下两个轴肩，通过上下轴肩的摩擦产热使被焊材料塑化，搅拌针在上下轴肩与被焊材料组成的封闭腔体内搅拌带动材料流动形成固相连接。

焊接的过程可以分成三个阶段，扎入阶段、焊接阶段和拔出阶段。在拔出阶段，平板焊接时可以直接从板材的一端部直接引出，焊缝的尾部会留下一个豁口，但这不适用于密闭焊缝。通常密闭焊缝双轴肩搅拌焊在焊接完成后搅拌工具停在焊接终止位置，然后采用拆卸工具进行上下轴肩的冷拆卸，由于被焊材料与轴肩粘连在一起，拆卸过程费时费力且容易造成搅拌针的断裂和被焊材料表面破坏，因此如何在拔出阶段方便快速的拆卸双轴肩搅拌工具的限制了双轴肩搅拌摩擦焊技术在密闭环缝焊接中的应用。

发明内容

本发明针对密闭焊缝双轴肩搅拌摩擦焊的拔出阶段搅拌工具难拆卸的问题，提出了一种适用于密闭环缝的双轴肩搅拌摩擦焊焊后上下轴肩拆卸的搅拌工具及使用方法。

为实现双轴肩搅拌摩擦焊后上下轴肩的方便快速拆卸，本发明提供了一种双轴肩搅拌摩擦焊焊后上下轴肩拆卸搅拌工具，包括上轴肩、下轴肩和搅拌针；所述上轴肩与搅拌针为间隙配合，下轴肩与搅拌针采用螺纹连接并在轴向上采用台阶进行限位，搅拌针可以独立带动下轴肩实现上下运动。

优选的，所述上轴肩与下轴肩的间隙为0.01mm～0.1mm。

优选的，所述下轴肩与搅拌针台阶区域的配合间隙为0.01mm～0.1mm。

本发明的另一技术方案在于，提供了一种适用于密闭环缝的双轴肩搅拌摩擦焊焊后上下轴肩拆卸搅拌工具的使用方法，包括如下步骤：

第一步，双轴肩搅拌摩擦焊焊接完成后，主机头继续转动，在焊接终止位置停留1～5s。

第二步，主机头和回抽轴分别带动搅拌工具整体上抬、下轴肩与搅拌针组合体整体下移，使上下轴肩在旋转的状态下与被焊材料脱离。

第三步，待上下轴肩与被焊板材完全脱离后，主机头停止转动，使用拆卸工具将下轴肩与搅拌针分离。

第四步，移动主机头将上轴肩连同搅拌针拔出被焊材料。

优选的，所述第二步中，下轴肩与搅拌针组合体下移的同时搅拌工具整体上移，下轴肩与搅拌针组合体的移动速度为搅拌工具整体的2倍，即上下轴肩均以相对被焊材料同样的速度远离被焊材料。

优选的，所述第三步中，搅拌针回抽轴的极限伸出长度大于上下轴肩与被焊板材脱离距离的总和。

本发明提供的一种适用于密闭环缝的双轴肩搅拌摩擦焊焊后上下轴肩拆卸的搅拌工具及使用方法，与现有技术相比，其优点在于：

一、将双轴肩搅拌工具分成上轴肩、下轴肩和搅拌针三部分，上轴肩与搅拌针为间隙配合，下轴肩与搅拌针采用螺纹连接并在轴向上采用台阶进行限位，同时利用焊接主机头的回抽轴实现上下轴肩与被焊板材的热态无粘连分离，便于焊后搅拌工具拆卸的同时避免了常规冷拆卸带来的一系列问题，如搅拌针的断裂、被焊材料表面破坏等。