本發(fā)明涉及焊接設(shè)備，特別涉及攪拌冷卻裝置及攪拌摩擦焊機(jī)。

背景技術(shù)：

攪拌摩擦焊接方法具有焊接變形小、殘余應(yīng)力小、可消除氣孔、夾雜、裂紋等焊接缺陷等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。但是該方法在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)由于攪拌頭摩擦產(chǎn)熱過(guò)高造成焊接薄板翹曲變形、破壞焊縫內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)以及加速攪拌針的損耗，將極大降低焊接質(zhì)量和效率。此外，由于攪拌頭轉(zhuǎn)速較高，不利于內(nèi)部冷卻。

現(xiàn)有的針對(duì)攪拌摩擦焊的冷卻裝置只能使高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭局部冷卻且冷卻水只能在水箱中循環(huán)，使用效率較低?，F(xiàn)有技術(shù)一提出了一個(gè)可回抽雙軸肩攪拌頭，但沒(méi)有對(duì)如何回抽高速旋轉(zhuǎn)的攪拌針提出具體方法；現(xiàn)有技術(shù)二提出了一種攪拌摩擦焊接冷卻辦法，其主要通過(guò)冷卻水通過(guò)主軸進(jìn)入攪拌頭，并在攪拌頭上開孔的形式來(lái)達(dá)到冷卻攪拌頭的目的，但對(duì)于超高轉(zhuǎn)速(主軸轉(zhuǎn)速高于每分鐘10000轉(zhuǎn))的情況無(wú)法實(shí)現(xiàn)，高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)使內(nèi)部進(jìn)水管與高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭發(fā)生摩擦甚至磕碰，超高速導(dǎo)致的巨大離心力可能會(huì)使進(jìn)水管瞬間脆斷并甩飛，造成極大的安全隱患，成本較高，互換性差；并且在冷卻過(guò)程中由小側(cè)孔甩出的水流易沿上端面和柱面上溯回流，影響電機(jī)內(nèi)部絕緣，且極大地減弱冷卻效果。因此設(shè)計(jì)出一種對(duì)攪拌頭和焊接區(qū)域同時(shí)冷卻、不對(duì)工作臺(tái)影響、冷卻水能夠循環(huán)利用，且噴頭不受高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭影響的冷卻裝置成了一個(gè)迫在眉睫的重要任務(wù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種應(yīng)用于高轉(zhuǎn)速攪拌頭的攪拌冷卻裝置，可以對(duì)攪拌頭和焊接區(qū)域同時(shí)冷卻，不對(duì)工作臺(tái)造成影響，不影響噴頭高速旋轉(zhuǎn)且不受噴頭旋轉(zhuǎn)速度影響。另外，本發(fā)明還提供了包含該攪拌冷卻裝置的攪拌摩擦焊機(jī)。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的攪拌冷卻裝置，用于冷卻焊機(jī)攪拌頭，包括固定架，安裝在所述固定架上的鐘形霧罩，位于霧罩側(cè)部的用于向霧罩內(nèi)腔噴灑水霧的氣霧噴嘴，位于霧罩下邊緣的用于收集冷卻水的水槽，以及進(jìn)水端延伸至水槽中的吸水管。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述固定架為兩點(diǎn)式固定架，固定架兩端開有螺紋孔結(jié)構(gòu)，用于與主軸機(jī)架連接，固定霧罩，霧罩與固定架過(guò)盈配合連接。

所述攪拌頭設(shè)置有若干限水槽，限水槽的直徑大于位于限水槽兩側(cè)的攪拌頭直徑。進(jìn)入霧罩的水霧在攪拌頭部分可在攪拌頭上的限水槽的作用下，被甩離攪拌頭；限水槽的直徑大于位于限水槽兩側(cè)的攪拌頭直徑，能避免附著在攪拌頭上的水滴在離心力的作用下上溯飛溢從而降低冷卻效果。

所述氣霧噴嘴為兩個(gè)，沿霧罩中軸線對(duì)稱設(shè)置。所述氣霧噴嘴與霧罩間隙配合，噴嘴方向可調(diào)節(jié)，可控制被冷卻部位。

所述霧罩下端與水槽過(guò)盈配合連接。所述霧罩上部與固定架連接部分形成的端口直徑小于霧罩下部端口直徑。霧罩上窄下寬的設(shè)計(jì)，使得受離心力被甩出的水滴一部分能被霧罩內(nèi)壁反彈，一部分順著霧罩內(nèi)壁流下進(jìn)入水槽。沿霧罩上端口至下端口的方向，霧罩的直徑逐漸增大，霧罩內(nèi)壁形成曲面。

所述水槽底部端面與霧罩連接一側(cè)高于另一側(cè)底部端面，水槽底部?jī)?nèi)側(cè)比外側(cè)高的設(shè)計(jì)使得匯聚于霧罩內(nèi)側(cè)的水能夠順著水孔自然流到外側(cè)。

所述吸水管進(jìn)水端放置于水槽上端面以下，深度可以為1-2毫米，吸水管能實(shí)時(shí)將溢出的水滴回抽至液缸二次利用參與循環(huán)，降低成本并保護(hù)環(huán)境。

一種攪拌摩擦焊機(jī)，包括上述所述的攪拌冷卻裝置。

上述攪拌冷卻裝置，在焊接前，調(diào)整好氣霧噴嘴的角度，在攪拌頭預(yù)熱完成后，打開氣霧噴嘴，使冷卻氣霧進(jìn)入霧罩中；當(dāng)水霧被噴入霧罩后，到達(dá)攪拌頭的微小水滴一部分被反彈，在霧罩對(duì)其空腔內(nèi)的水霧壓縮、導(dǎo)流之后，一部分水霧被噴出霧罩，另一部分順著霧罩內(nèi)壁流下，進(jìn)入循環(huán)水槽以便二次利用。從而達(dá)到冷卻攪拌頭，從而降低或避免薄板在焊接過(guò)程中發(fā)生變形的目的，繼而減小組織過(guò)大，提高焊縫性能。

有益效果：本發(fā)明解決了現(xiàn)有的冷卻裝置冷卻水沿旋轉(zhuǎn)軸上流回溯造成冷卻不充分的問(wèn)題，本發(fā)明可在焊接過(guò)程中對(duì)攪拌頭冷卻充分；冷卻水可反復(fù)循環(huán)多次冷卻，溢出的冷卻也不會(huì)發(fā)生飛濺，對(duì)周圍環(huán)境影響較?。槐景l(fā)明的氣霧噴嘴具有良好的互換性，克服了自冷式攪拌頭若長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致冷卻水出水孔堵塞，需定做加工攪拌頭，耗時(shí)成本高的問(wèn)題；本發(fā)明冷卻裝置部件較少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，安裝簡(jiǎn)單且操作簡(jiǎn)便，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明攪拌冷卻裝置；

圖2為本發(fā)明攪拌冷卻裝置的主要部件霧罩的示意圖；

圖3為本發(fā)明攪拌冷卻裝置的主要部件水槽的示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，攪拌冷卻裝置，包括固定架1，安裝在固定架上的鐘形霧罩2，位于霧罩側(cè)部的用于向霧罩內(nèi)腔噴灑水霧的兩個(gè)氣霧噴嘴3，氣霧噴嘴3沿霧罩中軸線對(duì)稱設(shè)置，位于霧罩2下邊緣的用于收集冷卻水的水槽4，霧罩2下端與水槽4過(guò)盈配合連接，水槽底部端面與霧罩連接一側(cè)高于另一側(cè)底部端面，進(jìn)水端延伸至水槽中的吸水管5，攪拌頭6設(shè)置有若干限水槽7，限水槽7的直徑大于位于限水槽兩側(cè)的攪拌頭6直徑。

上述攪拌冷卻裝置的安裝方法如下：

(1)將氣霧噴嘴3的另一端連接到盛有冷卻水的液缸中；

(2)根據(jù)需要調(diào)節(jié)氣霧噴嘴3上的流量閥；

(3)調(diào)整好氣霧噴嘴3的角度；

(4)將吸水管5末端放于循環(huán)水槽4上端面以下一至二毫米處并啟動(dòng)抽水泵；

(5)啟動(dòng)焊接主軸電機(jī)，對(duì)刀，確定程序并執(zhí)行程序；

(6)在程序執(zhí)行完預(yù)熱程序后，焊接行進(jìn)之前打開抽水泵；

(7)行進(jìn)過(guò)程結(jié)束后待攪拌針抽出時(shí)關(guān)閉抽水泵；

(8)焊接過(guò)程結(jié)束。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種攪拌冷卻裝置及攪拌摩擦焊機(jī)，攪拌冷卻裝置用于冷卻焊機(jī)攪拌頭，包括固定架，安裝在所述固定架上的鐘形霧罩，位于霧罩側(cè)部的用于向霧罩內(nèi)腔噴灑水霧的氣霧噴嘴，位于霧罩下邊緣的用于收集冷卻水的水槽，以及進(jìn)水端延伸至水槽中的吸水管。本發(fā)明還公開了包含該攪拌冷卻裝置的攪拌摩擦焊機(jī)。本發(fā)明所述的攪拌冷卻裝置，攪拌頭和焊接區(qū)域可同時(shí)冷卻且不會(huì)對(duì)工作臺(tái)造成影響，冷卻水能夠循環(huán)利用，且噴頭不受高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭影響。

技術(shù)研發(fā)人員：陳書錦;周揚(yáng);張家齊;汪棣;黎文航
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.25
技術(shù)公布日：2017.11.03