[发明专利]一种增材式填丝自调节搅拌摩擦焊的装置及其方法

说明书

本发明公开了一种增材式填丝自调节搅拌摩擦焊的装置，包括：进丝送料机构，进丝送料机构包括送料本体，送料本体上开设有送料进丝部；搅拌摩擦机构，搅拌摩擦机构包括安装底座，安装底座底端固接有摩擦搅拌部，摩擦搅拌部位于送料进丝部内，安装底座顶端固接有夹持部；进丝定位杆，进丝定位杆位于送料本体的一侧，进丝定位杆与送料本体可拆卸连接；激光测距传感器，激光测距传感器位于送料本体远离进丝定位杆的一侧，激光测距传感器与送料本体可拆卸连接。一种增材式填丝自调节搅拌摩擦焊方法包括如下步骤：S1：进丝；S2：送料；S3：焊接。本发明能够在待焊材料对接面存在间隙波动的情况下保障搅拌摩擦焊缝的稳定成型。

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊技术领域，特别是涉及一种增材式填丝自调节搅拌摩擦焊的装置及其方法。

背景技术

作为一种低热输入的固相焊接方法，搅拌摩擦焊施焊过程中无焊材的额外补充，焊缝成形依靠对接材料的塑化流动。待焊材料对接面间隙的大小决定着焊缝区的塑化材料量，是影响焊接质量的关键因素之一。

对接间隙的波动将影响焊缝成形质量的稳定性，诱发焊缝中孔洞等缺陷的产生。因此，对接材料在焊前需细致的机加整形预处理以及严格装夹，保证材料对接面接触的严丝合缝。并且，如火箭筒段等大型件的对接焊接，其在焊件尺寸因素的影响下进一步放大了对接间隙的控制难度，焊接成形质量稳定性差。

因此，亟需开发一种增材式填丝自调节搅拌摩擦焊的装置及其方法，用以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种增材式填丝自调节搅拌摩擦焊的装置，包括：

进丝送料机构，所述进丝送料机构包括送料本体，所述送料本体上开设有送料进丝部；

搅拌摩擦机构，所述搅拌摩擦机构包括安装底座，所述安装底座底端固接有摩擦搅拌部，所述摩擦搅拌部位于所述送料进丝部内，所述安装底座顶端固接有夹持部；

进丝定位杆，所述进丝定位杆位于所述送料本体的一侧，所述进丝定位杆与所述送料本体可拆卸连接；

激光测距传感器，所述激光测距传感器位于所述送料本体远离所述进丝定位杆的一侧，所述激光测距传感器与所述送料本体可拆卸连接。

优选的，所述送料进丝部包括储料腔和送料孔，所述送料本体上贯穿开设有所述储料腔，所述送料本体侧壁上开设有所述送料孔，所述送料孔与所述储料腔连通，所述摩擦搅拌部位于所述储料腔内。

优选的，所述摩擦搅拌部包括送料螺杆、碎料刀片和搅拌针，所述送料螺杆固接在所述安装底座底端，所述碎料刀片固接在所述送料螺杆顶部外壁，所述搅拌针固接在所述送料螺杆底端，所述搅拌针为锥形结构，所述搅拌针的底端面与所述送料本体的下端面齐平，所述送料螺杆、所述碎料刀片和所述搅拌针均位于所述储料腔内。

优选的，所述送料螺杆、所述碎料刀片和所述搅拌针的硬度、熔点高于待焊材料的硬度、熔点，所述送料螺杆、所述碎料刀片和所述搅拌针的材质包括高速工具钢、热作模具钢、硬质合金、聚晶立方氮化硼。

优选的，所述碎料刀片为螺旋状结构，所述碎料刀片刃口的形状包括方形、梯形、波浪形。

优选的，所述送料螺杆与所述储料腔内壁之间留有间隙，所述间隙为丝材原料直径的0.2-1倍，所述送料螺杆的螺距为所述丝材原料直径的0.5-10倍。

优选的，所述送料本体外壁固定套设有上端盖，所述上端盖位于所述送料孔的上方，所述上端盖上周向等间距开设有若干通孔，所述通孔用于和搅拌摩擦焊机的主轴进行装配，所述上端盖侧壁固接有两个凸耳，两所述凸耳关于所述送料本体对称设置，两所述凸耳上均开设有螺纹孔，两所述螺纹孔沿所述上端盖中心对称，两所述螺纹孔分别用于安装进丝定位杆与激光测距传感器。

优选的，所述送料本体的下端面外径为储料腔直径的1.2-1.8倍。