[实用新型]一种液冷静轴肩搅拌摩擦搅拌工具有效

专利信息
申请号: 202022821641.7 申请日: 2020-11-30
公开(公告)号: CN213945261U 公开(公告)日: 2021-08-13
发明(设计)人: 李继忠;张标 申请(专利权)人: 孚斯威焊接科技(上海)有限公司
主分类号: B23K20/12 分类号: B23K20/12
代理公司: 亳州速诚知识产权代理事务所(普通合伙) 34157 代理人: 杜家波
地址: 201616 上海市松江*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 冷静 搅拌 摩擦 工具
【说明书】:

本申请公开了一种液冷静轴肩搅拌摩擦搅拌工具,属于搅拌摩擦焊接技术领域;设计要点在于:包括:冷却液进液管、密封胶垫、搅拌针和静轴肩、冷却液出液管;其中,搅拌针包括:搅拌针本体、第一定位台阶、腔体、轴肩、搅拌针尖;冷却液通过冷却液进液管道进入搅拌针腔体内部,在通过冷却液进液管与搅拌针腔体之间的间隙回流,最后从冷却液出液管的内表面与冷却液进液管的外表面的空间形成的冷却液回流的通道回流,从而形成循环冷却系统。采用本申请的一种液冷静轴肩搅拌摩擦搅拌工具,能够降低静轴肩搅拌针的工作温度,防止搅拌针温度过热而产生的磨损,从而提高搅拌工具的使用寿命。

技术领域

本申请涉及焊接技术领域,具体的,涉及一种液冷静轴肩搅拌摩擦搅拌工具,属于搅拌摩擦焊接技术领域。

背景技术

搅拌摩擦焊(FSW)作为一种新型固相连接技术,是1991年由英国焊接研究所(TheWelding Institute,TWI)发明的。其过程为由轴肩和搅拌针组成的搅拌头,在高速旋转的同时插入焊缝并向前行进,利用摩擦热使待焊材料塑化,在搅拌头的带动下发生塑性流动,并在轴肩的锻压作用下形成焊缝,实现固相连接。

静轴肩搅拌摩擦焊接是在常规搅拌摩擦焊接的基础上发展出来的一种新技术。其中,搅拌针作为静轴肩搅拌摩擦焊接的核心部件和耗材,是焊缝区域材料定向流动和成形的载体。常规搅拌摩擦焊接过程中,由于搅拌头的旋转、挤压作用,在焊缝边缘形成“飞边”,导致焊缝区略薄于母材,不利于焊缝表面质量和接头性能。目前,工业生产中常常需要通过机械打磨来去除飞边,不但降低了生产效率,而且极易损伤被焊工件表面质量。

目前,消除飞边的方式主要有两种:

第一种,设计特殊搅拌针轴肩端面,例如:CN203778960U、CN107138851A;

第二种,在搅拌头周边另加一装置或结构,如添加切削头或轴肩外缘加工成切削槽,例如CN211219136U。

然而,上述两种方法都不能很好的消除飞边,方式一可减少飞边量,但不能彻底消除飞边,方式二因飞边温度较高而粘着在搅拌针上造成焊缝表面质量较差。静轴肩搅拌摩擦焊接技术有效解决了减薄和飞边的问题,但是其在焊接过程中由于塑性材料进入搅拌针与静轴肩间隙导致局部温度过高而严重磨损搅拌工具,大大降低搅拌工具的使用寿命。降低搅拌工具的温度,对于提高搅拌工具的使用寿命有着非常重要的意义。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足,本申请主要目的在于提供一种液冷静轴肩搅拌摩擦搅拌工具,能够有效降低工具温度,提高搅拌工具的使用寿命。

本申请的方案如下:

一种液冷静轴肩搅拌摩擦搅拌工具,包括:冷却液进液管、密封胶垫、搅拌针和静轴肩、冷却液出液管;

其中,搅拌针包括:搅拌针本体第一定位台阶、腔体、轴肩、搅拌针尖;

所述搅拌针本体的周向部固定设置有第一定位台阶,第一定位台阶将所述搅拌针本体分为两部分:上搅拌针本体、下搅拌针本体;所述搅拌针本体的内部设置有供冷却液循环使用的腔体;所述下搅拌针本体的端部设置有开口,腔体与所述开口连通;所述上搅拌针本体的端部依次连接有轴肩、搅拌针尖;

所述冷却液进液管、冷却液出液管同轴设置,且冷却液进液管设置于冷却液出液管的内部,冷却液出液管的内表面与冷却液进液管的外表面的空间作为冷却液回流的通道;

冷却液进液管、冷却液出液管均从下搅拌针本体的端部的开口插入到腔体内部,冷却液出液管进入腔体内部的长度小于冷却液进液管进入腔体内部的长度;

所述冷却液进液管与腔体之间存在间隙;

其中,静轴肩包括:静轴肩本体、静轴肩腔体、静轴肩孔;所述静轴肩本体采用“锅盖状”而形成有静轴肩腔体,所述静轴肩本体的中间位置设置有静轴肩孔;

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