一种边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置

本发明涉及搅拌摩擦焊，特别涉及一种边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置。

背景技术：

1、搅拌摩擦焊是一种基于固态连接原理的焊接方法，在搅拌摩擦焊焊接过程中，将搅拌头按一定旋转速度缓慢扎入待焊工件，搅拌头和工件之间产生摩擦热和材料塑性变形热，使搅拌头邻近区域的材料受热变软从而热塑化，当搅拌头受到驱动沿着待焊接面向前移动时，热塑化材料有规律向后堆积，在搅拌头轴肩的锻造作用下，工件之间形成有效的固相连接。搅拌摩擦焊焊与传统熔焊相比，其温度低，焊缝应力小，焊后变形小，生产效率高且节能环保，是一种优异的绿色焊接技术。

2、但是传统的搅拌摩擦焊在焊接时，当搅拌头抬起之后，会在焊接材料上留下一个匙孔，不仅影响美观；还会因匙孔缺陷的存在导致使用过程焊接材料断裂的问题；为了有效的解决匙孔问题，传统方式是设置引出板或采用熔焊填补，但也因此出现工装难度高、焊缝整体性能下降等问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明旨在提出一种边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，在不影响搅拌摩擦焊接质量的前提下，实现了搅拌摩擦焊接接头以及焊匙孔填补一体化。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，包括搅拌头以及动力机构，所述搅拌头内安装有圆锥型搅拌针、直径可调圆盘以及送粉机构，所述动力机构与圆锥型搅拌针驱动相连用于带动圆锥型搅拌针转动或回抽，所述直径可调圆盘设有可调节的容许圆锥型搅拌针穿过的通孔，通孔调节到最小时稍大于所述圆锥型搅拌针的最大外径；当圆锥型搅拌针回抽时，所述送粉机构配合直径可调圆盘将铝粉送入到焊匙孔内进行填补。

4、进一步的，所述搅拌头设有搅拌针外壳，所述直径可调圆盘包括旋转上圆盘、活动卡柱以及活动卡槽，所述旋转上圆盘、活动卡槽的中心均设有大于圆锥型搅拌针最大外径的通孔，所述活动卡槽上设有若干朝向圆心的径向调节轨道，所述径向调节轨道内安装有所述活动卡柱，所述旋转上圆盘上开设有与活动卡柱顶部相对应匹配的弧形口，所述旋转上圆盘与活动卡槽之间限位转动连接，活动卡槽固定于搅拌针外壳内部；当对旋转上圆盘进行转动时，所述旋转上圆盘通孔弧形口与活动卡柱顶部的配合，使得活动卡柱沿着径向调节轨道方向移动，以此对通孔的大小进行调节。

5、进一步的，还包括活塞气缸，所述旋转上圆盘上固定有旋转接头，所述活塞气缸包括气缸、耳板铰支座、销轴连接件；耳板铰支座的背板与搅拌针外壳固定在一起，背板与气缸之间通过销轴实现铰接连接；气缸与旋转接头通过销轴连接件和销轴实现铰接连接。

6、进一步的，所述送粉机构包括铝粉盒、送粉通道以及空气加压器，所述空气加压器以及铝粉盒均与搅拌针外壳固接，空气加压器依次通过铝粉盒、送粉通道将铝粉送入到所述直径可调圆盘的通孔内。

7、进一步的，还包括铝粉挡板，所述铝粉挡板固定安装于旋转上圆盘上的通孔边缘处，所述送粉通道的一端连接铝粉盒底部，另一端与铝粉挡板上的开口连接；所述送粉通道为韧性管，且连接处均做软接处理。

8、进一步的，所述动力机构包括固定外壳，所述固定外壳内设有内凹轨道筒体，内凹轨道筒体内滑动连接有电机箱体，所述电机箱体内设有电机，所述电机的转子端部设有法兰盘，通过法兰盘与圆锥型搅拌针的搅拌针法兰盘通过螺栓连接，所述电机箱体顶部伸出部分端部设有箱体法兰盘，通过箱体法兰盘与固定外壳内的液压作动器相连。

9、进一步的，所述电机底板开有螺纹孔，通过螺栓连接固定于电机箱体的箱体底板上；通过螺栓将箱体底板与电机箱体侧壁上的螺纹孔连接。

10、进一步的，所述电机箱体四个侧板沿着竖向设有外凸滑轨，所述内凹轨道筒体内设有与外凸滑轨相契合的内凹轨道。

11、进一步的，所述固定外壳底板开有螺纹孔，与搅拌针外壳上的搅拌针法兰盘通过螺栓连接。

12、进一步的，所述固定外壳四个侧板底端设有调节检修窗口。

13、有益效果：本发明当需进行填补焊匙孔时，通过动力机构带动圆锥型搅拌针回抽，使得圆锥型搅拌针的圆锥端部分回退到搅拌头的搅拌针孔内，并将直径可调圆盘的通孔根据实际需求调节大小，此时，开启送粉机构将铝粉送入并通过上述通孔、搅拌针孔落入到焊匙孔中进行填补，以此，在不影响搅拌摩擦焊接质量的前提下，实现了搅拌摩擦焊接接头以及焊匙孔填补一体化。

技术特征：

1.一种边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，包括搅拌头以及动力机构，所述搅拌头内安装有圆锥型搅拌针(1)、直径可调圆盘(2)以及送粉机构，所述动力机构与圆锥型搅拌针(1)驱动相连用于带动圆锥型搅拌针(1)转动或回抽，所述直径可调圆盘(2)设有可调节的容许圆锥型搅拌针(1)穿过的通孔，通孔调节到最小时稍大于所述圆锥型搅拌针(1)的最大外径；当圆锥型搅拌针(1)回抽时，所述送粉机构配合直径可调圆盘(2)将铝粉送入到焊匙孔内进行填补。

2.根据权利要求1所述的边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述搅拌头设有搅拌针外壳(8)，所述直径可调圆盘(2)包括旋转上圆盘(201)、活动卡柱(202)以及活动卡槽(203)，所述旋转上圆盘(201)、活动卡槽(203)的中心均设有大于圆锥型搅拌针(1)最大外径的通孔，所述活动卡槽(203)上设有若干朝向圆心的径向调节轨道，所述径向调节轨道内安装有所述活动卡柱(202)，所述旋转上圆盘(201)上开设有与活动卡柱(202)顶部相对应匹配的弧形口，所述旋转上圆盘(201)与活动卡槽(203)之间限位转动连接，活动卡槽(203)固定于搅拌针外壳(8)内部；当对旋转上圆盘(201)进行转动时，所述旋转上圆盘(201)通孔弧形口与活动卡柱(202)顶部的配合，使得活动卡柱(202)沿着径向调节轨道方向移动，以此对通孔的大小进行调节。

3.根据权利要求2所述的边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，还包括活塞气缸(3)，所述旋转上圆盘(201)上固定有旋转接头(204)，所述活塞气缸(3)包括气缸(301)、耳板铰支座(302)、销轴连接件(303)；耳板铰支座(302)的背板与搅拌针外壳(8)固定在一起，背板与气缸(301)之间通过销轴实现铰接连接；气缸(301)与旋转接头(204)通过销轴连接件(303)和销轴实现铰接连接。

4.根据权利要求2所述的边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述送粉机构包括铝粉盒(5)、送粉通道(6)以及空气加压器(7)，所述空气加压器(7)以及铝粉盒(5)均与搅拌针外壳(8)固接，空气加压器(7)依次通过铝粉盒(5)、送粉通道(6)将铝粉送入到所述直径可调圆盘(2)的通孔内。

5.根据权利要求4所述的边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，还包括铝粉挡板(4)，所述铝粉挡板(4)固定安装于旋转上圆盘(201)上的通孔边缘处，所述送粉通道(6)的一端连接铝粉盒(5)底部，另一端与铝粉挡板(4)上的开口连接；所述送粉通道(6)为韧性管，且连接处均做软接处理。

6.根据权利要求2所述的边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述动力机构包括固定外壳(14)，所述固定外壳(14)内设有内凹轨道筒体(12)，内凹轨道筒体(12)内滑动连接有电机箱体(11)，所述电机箱体(11)内设有电机(10)，所述电机(10)的转子端部设有法兰盘，通过法兰盘与圆锥型搅拌针(1)的搅拌针法兰盘(101)通过螺栓连接，所述电机箱体(11)顶部伸出部分端部设有箱体法兰盘(1101)，通过箱体法兰盘(1101)与固定外壳(14)内的液压作动器(13)相连。

7.根据权利要求6所述的边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述电机(10)底板开有螺纹孔，通过螺栓连接固定于电机箱体(11)的箱体底板(1102)上；通过螺栓将箱体底板(1102)与电机箱体(11)侧壁上的螺纹孔连接。

8.根据权利要求6所述的边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述电机箱体(11)四个侧板沿着竖向设有外凸滑轨(1103)，所述内凹轨道筒体(12)内设有与外凸滑轨(1103)相契合的内凹轨道(1201)。

9.根据权利要求6所述的边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述固定外壳(14)底板开有螺纹孔，与搅拌针外壳(8)上的搅拌针法兰盘(9)通过螺栓连接。

10.根据权利要求6所述的边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述固定外壳(14)四个侧板底端设有调节检修窗口(14)。

技术总结本发明提供了一种边回抽边送粉填补焊匙孔的搅拌摩擦焊装置，搅拌头内安装有圆锥型搅拌针、直径可调圆盘以及送粉机构，动力机构与圆锥型搅拌针驱动相连用于带动圆锥型搅拌针转动或回抽，直径可调圆盘设有可调节的容许圆锥型搅拌针穿过的通孔，通孔调节到最小时稍大于圆锥型搅拌针的最大外径；当圆锥型搅拌针回抽时，送粉机构配合直径可调圆盘将铝粉送入到焊匙孔内进行填补。本发明当需进行填补焊匙孔时，通过动力机构带动圆锥型搅拌针回抽，使得圆锥型搅拌针的圆锥端部分回退到搅拌头的搅拌针孔内，并将直径可调圆盘的通孔根据实际需求调节大小，此时，开启送粉机构将铝粉送入并通过上述通孔、搅拌针孔落入到焊匙孔中进行填补。技术研发人员：李贝贝,童延俊,王静峰,刘用,沈奇罕,汪皖黔,欧阳元文,刘小蔚受保护的技术使用者：合肥工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11