【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于搅拌摩擦焊接领域，具体地，涉及分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具。
技术介绍
1、在搅拌摩擦焊接过程中，增加辅助热源可以有效软化材料，降低焊接过程搅拌工具所受载荷。辅助热源一般包括激光、电弧等热源类型。为提高加热效率，通常采用同轴辅助加热的方式，即辅助热源沿焊接工具的中轴线进行施加，并直接作用于搅拌针区域，避免了多余热量传递至轴肩材料或母材区域，导致接头性能降低的风险。但是，在搅拌摩擦焊接过程中，焊接工具在高速旋转，如何实现辅助热源精确施加在搅拌针区域成为实现该工艺方法的关键问题。
2、现有技术主要通过在焊接工具中心加工盲孔至搅拌针底部，来实现对搅拌区域的精确加热。专利文献cn103846563a公开了一种用于超薄壁构件的激光同轴加热的方法及其装置，采用了激光与搅拌工具同轴复合方式，激光束通过焊接工具的中空内腔对搅拌针进行加热，搅拌针通过吸收激光束光能瞬时转化为热能并传导至焊接工件进行焊接。该方法实现了激光能量和焊接工具摩擦热的瞬时原位耦合，可实现微小薄壁构件的高质量焊接。
3、但是，专利文献cn103846563a提供的该装置的焊接工具为一体式结构，焊接工具的中空内腔为深孔结构，加工难度大；搅拌针产生磨损时，焊接工具需要整体报废，造成制造成本上升；中空内腔的盲孔底部型面由于深度较大，其型面很难精确成形，造成激光吸收效率降低。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具。
2
3、焊接结构4通过连接结构3与夹持结构1同轴刚性连接；
4、夹持结构1进行长距离激光束6的光路的通过；
5、焊接结构4进行短距离激光束6的吸收及焊接；
6、夹持结构1、焊接结构4分别是两个独立的部件；焊接结构4的数量为多个，焊接结构4之间的结构不同，以实现不同焊缝接头形式的焊接。
7、优选地，夹持结构1刚性连接于焊接主轴，随焊接主轴旋转及移动；夹持结构1中心设置有通孔2，供激光束6通过。
8、优选地，焊接结构4中心设置有盲孔5，不同焊接结构4的盲孔5底部型面之间不同，以各自吸收激光辐射热量。
9、优选地，焊接结构4通过连接结构3与夹持结构1同轴连接，安装的旋转方向为逆时针。
10、优选地，焊接过程中，激光束6通过通孔2，照射到盲孔5的底部型面进行辅助加热。
11、优选地，连接结构3采用顶紧螺丝结构实现夹持结构1和焊接结构4的刚性连接。
12、优选地，夹持结构1和焊接结构4具有加工相互配合的定位平面，通过定位平面实现扭矩的传递，通过顶紧螺丝结构实现轴向自由度的约束。
13、优选地，连接结构3采用螺纹连接；当焊接工具逆时针旋转时，安装孔螺纹为左旋；当焊接工具顺时针旋转时，安装孔螺纹为右旋。
14、优选地，通过同轴激光热源辅助，加热在特定区域，通过调整激光功率大小，确定热源的施加。
15、优选地，焊接结构4采用陶瓷构件，使用粉末冶金成形，加工出平面进行定位和约束。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
17、1、本专利技术通过将一体式焊接工具拆分成夹持结构和焊接结构，降低了深孔结构的加工难度，将中空内腔设计成夹持结构的通孔和焊接结构的盲孔，通孔及深度较小的盲孔均可采用常规机加工方式，加工难度大大降低；同时，盲孔底部型面加工难度降低，型面精度可大幅提高，有助于提升激光辅助加热的效率。
18、2、分体式焊接工具的夹持结构采用较为廉价的材料进行制造，而焊接结构可根据需要采用性能更好的材料进行加工，降低了焊接工具整体制造成本；同时，当搅拌针发生磨损时，只需更换焊接结构即可，夹持结构及其通孔可重复使用，大大降低了焊接工具的加工成本。
19、3、本专利技术降低了深孔结构的加工难度和焊接工具的制造成本，提高了激光吸收型面的尺寸控制精度，有助于提升激光辅助加热的效率，扩大了激光同轴加热工艺的适用性。
20、4、本专利技术通过同轴激光热源辅助，加热在特定区域，可以通过调整激光功率大小，确定热源精准施加。
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1.一种分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，包括：夹持结构(1)、连接结构(3)、焊接结构(4)；
2.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，夹持结构(1)刚性连接于焊接主轴，随焊接主轴旋转及移动；夹持结构(1)中心设置有通孔(2)，供激光束(6)通过。
3.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，焊接结构(4)中心设置有盲孔(5)，不同焊接结构(4)的盲孔(5)底部型面之间不同，以各自吸收激光辐射热量。
4.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，焊接结构(4)通过连接结构(3)与夹持结构(1)同轴连接，安装的旋转方向为逆时针。
5.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，焊接过程中，激光束(6)通过通孔(2)，照射到盲孔(5)的底部型面进行辅助加热。
6.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，连接结构(3)采用顶紧螺丝结构实现夹持结构(1)和焊接结构(4)的刚性连
7.根据权利要求6所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，夹持结构(1)和焊接结构(4)具有加工相互配合的定位平面，通过定位平面实现扭矩的传递，通过顶紧螺丝结构实现轴向自由度的约束。
8.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，连接结构(3)采用螺纹连接；当焊接工具逆时针旋转时，安装孔螺纹为左旋；当焊接工具顺时针旋转时，安装孔螺纹为右旋。
9.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，通过同轴激光热源辅助，加热在特定区域，通过调整激光功率大小，确定热源的施加。
10.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，焊接结构(4)采用陶瓷构件，使用粉末冶金成形，加工出平面进行定位和约束。
...【技术特征摘要】
1.一种分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，包括：夹持结构(1)、连接结构(3)、焊接结构(4)；
2.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，夹持结构(1)刚性连接于焊接主轴，随焊接主轴旋转及移动；夹持结构(1)中心设置有通孔(2)，供激光束(6)通过。
3.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，焊接结构(4)中心设置有盲孔(5)，不同焊接结构(4)的盲孔(5)底部型面之间不同，以各自吸收激光辐射热量。
4.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，焊接结构(4)通过连接结构(3)与夹持结构(1)同轴连接，安装的旋转方向为逆时针。
5.根据权利要求1所述的分体式激光同轴加热搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，焊接过程中，激光束(6)通过通孔(2)，照射到盲孔(5)的底部型面进行辅助加热。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：董丰波，董吉义，刘斯琪，孙立凡，梁鸿宇，封小松，
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：
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