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技术

本发明专利技术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。仅留下一个搅拌针直径大小的匙孔。仅留下一个搅拌针直径大小的匙孔。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术属于焊接领域，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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。
[0005]为实现双轴肩搅拌摩擦焊后上下轴肩的方便快速拆卸，本专利技术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。
[0006]优选的，所述上轴肩与下轴肩的间隙为0.01mm～0.1mm。
[0007]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。
[0008]本专利技术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：
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]第四步，移动主机头将上轴肩连同搅拌针拔出被焊材料。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]本专利技术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：
[0016]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。
[0017]二、采用本专利技术的双轴肩搅拌工具及拆卸方法，密闭焊缝的双轴肩搅拌摩擦焊后仅留下一个搅拌针直径大小的匙孔，不会造成被焊材料表面破坏，便于后续采用摩擦塞补焊进行匙孔的修补焊。
[0018]三、本专利技术提出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方法具备操作简单，适应性强等特点，使用常规的具备搅拌针回抽功能的设备即可实现双轴肩搅拌摩擦焊后搅拌工具的方便快速拆卸。
附图说明
[0019]图1为搅拌工具与主机头及主机头中回抽轴的连接示意图；
[0020]图2为搅拌工具的上轴肩、下轴肩、搅拌针连接关系的局部放大示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例的搅拌工具停留段示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例的搅拌工具上下轴肩分离示意图；
[0023]图5为本专利技术实施例的搅拌工具下轴肩拆卸示意图；
[0024]图6为本专利技术实施例的搅拌工具上轴肩连同搅拌针整体移出示意图；
[0025]图中1为搅拌工具，1
‑
1为上轴肩，1
‑
2为下轴肩，1
‑
3为搅拌针，2为被焊材料，3为主机头，3
‑
1为回抽轴，3
‑
2为滚珠丝杠，4为滑块，5为导轨。
具体实施方式
[0026]下面对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0027]如图1～4所示，本实施例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的搅拌工具及使用方法，包括如下步骤：
[0028]第一步，双轴肩搅拌摩擦焊焊接完成后，上轴肩1
‑
1、下轴肩1
‑
2、搅拌针1
‑
3继续转动，在焊接终止位置停留2s。
[0029]第二步，主机头3与滑块4连接并在导轨5上移动从而带动搅拌工具1整体上抬，同时回抽轴3
‑
1沿滚珠丝杠3
‑
2移动从而带动搅拌针1
‑
3连同下轴肩1
‑
2向下移动，其中搅拌针1
‑
3连同下轴肩1
‑
2的移动速度为搅拌工具1整体移动速度的2倍，即上轴肩1
‑
1和下轴肩1
‑
2均相对被焊材料2以相同的速度远离被焊材料2。
[0030]第三步，待上轴肩1
‑
1、下轴肩1
‑
2与被焊板材2完全脱离5mm以上时，主机头停止转动，使用拆卸工具将下轴肩1
‑
2与搅拌针1
‑
3分离。
[0031]第四步，运行主机头3将上轴肩1
‑
1连同搅拌针1
‑
3拔出被焊材料2，此时被焊板材2
上仅留下一个搅拌针直径大小的匙孔。
[0032]具体为：
[0033]第一步，双轴肩搅拌摩擦焊焊接完成后，主轴及回抽轴继续以350r/min的转速转动，在焊接终止位置停留2s。
[0034]第二步，主机头3与滑块4连接并在导轨5上移动从而带动搅拌工具1以30mm/min的速度整体上抬，同时回抽轴3
‑
1沿滚珠丝杠3
‑
2移动从而带动搅拌针1
‑
3连同下轴肩1
‑
2以60mm/min的速度向下移动，即上轴肩1
‑
1和下轴肩1
‑
2均相对被焊材料2以相对速度30mm/min远离被焊材料2。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双轴肩搅拌摩擦焊焊后上下轴肩拆卸搅拌工具，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种双轴肩搅拌摩擦焊焊后上下轴肩拆卸搅拌工具，其特征在于，所述上轴肩与下轴肩的间隙为0.01mm～0.1mm。3.根据权利要求1所述的一种双轴肩搅拌摩擦焊焊后上下轴肩拆卸搅拌工具，其特征在于，所述下轴肩与搅拌针台阶区域的配合间隙为0.01mm～0.1mm。4.根据权利要求1～3中任一一种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，其特征在于，包括以下步骤：第一步，双轴肩搅拌摩擦焊焊接完成后，设备主机头继续转动，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。5.根据权利要求4所述的一种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，其特征在于，所述第一步，双轴肩搅拌摩擦焊焊接完...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志国，华寅淞，窦超，方瑜，汤化伟，夏佩云，张聃，吴文超，包云峰，尹玉环，崔凡，贾洪徳，
申请(专利权)人：上海航天设备制造总厂有限公司，
类型：发明
国别省市：