[实用新型]一种具备冷却效果的搅拌摩擦焊接的装置

说明书

技术领域

本实用新型属金属材料加工领域，涉及一种具备冷却效果的搅拌摩擦焊接的装置。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种纯机械的固相连接技术，具有焊接性能好、低缺陷、高强度以及环保等特点，特别适用于铝合金、镁合金等低熔点金属材料的焊接，在船舶、汽车和航空航天等领制造领域具有广阔的应用前景。但是搅拌摩擦焊过程中产生了大量的摩擦热及塑性变形热，使焊接接头晶粒组织粗化长大和一些强化相的溶解，从而产生热软化效应，降低了焊接接头的抗拉强度、显微硬度等力学性能，导致接头强度低于母材。

为了解决搅拌摩擦焊的热软化效应，国内外学者尝试采用冷却介质对焊接过程中的工件进行实时冷却，通过水下进行搅拌摩擦焊接，在一定程度上改善了焊接接头强度、硬度等力学性能，弱化热软化效应，提高了焊接接头质量。但在水直接接触环境下会使焊接过程更加复杂，容易产生吸氢缺陷以及腐蚀，影响焊接接头质量。

发明内容

为解决常规搅拌摩擦焊产生的热软化效应和避免水浸搅拌摩擦焊引起的吸氢、腐蚀的影响，本实用新型提供一种可在持续冷却作用下进行搅拌的具备冷却效果的搅拌摩擦焊接的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具备冷却效果搅拌摩擦焊接的装置，包括被焊接材料、底板、固定压板、主挡板、侧挡板和搅拌头，所述被焊接材料设置有两块，两块被焊接材料相互对接的布置在底板上，每块被焊接材料在与另一块被焊接材料对接的一端分别通过固定压板压牢，所述固定压板的前后两端分别通过固定螺栓固定在底板上，每块被焊接材料的另一端分别通过夹具定位；两块固定压板相对的一侧分别设有主挡板，所述主挡板的下端通过紧定螺钉锁紧在固定压板上，所述主挡板的上部设置为用于阻挡冷却液的弧形，两块主挡板的弧形部的凹面分别朝向被焊接材料布置，两块主挡板的前后两端分别设有侧挡板，所述侧挡板为弧形，两块侧挡板的弧形部的凹面均朝向被焊接材料布置且其左右两端可拆卸的安装在两块主挡板上；

两块固定压板之间设有搅拌区，两块主挡板与两块侧挡板将搅拌区围起，所述搅拌头布置在搅拌区内；

所述固定压板与被焊接材料之间设有用于防止冷却液流入搅拌区的密封垫片，所述底板在沿着焊接方向上开有用于冷却液流过并贯穿的孔洞；

在搅拌摩擦焊接过程中，冷却液喷射机构将冷却液喷射到两块主挡板的凹面侧上，同时冷却液也会在底板的孔洞中流通。

进一步，所述侧挡板的下端面与底板接触，所述侧挡板的左右两端面与被焊接材料接触；所述主挡板在凸侧面一侧的前后两端分别设有卡环和卡块，所述侧挡板的左右两端分别设有卡钩，所述卡钩穿过卡环并卡钩在卡块上。

再进一步，所述密封垫片为可承受高温的硅胶垫片或柔性石墨垫片。

本实用新型的有益效果主要表现在：

在搅拌摩擦焊接过程中，主挡板、固定压板和密封垫片通过螺栓固定在搅拌区两侧的被焊接材料上，远离搅拌区的被焊接材料边角附近安装有夹具，保证焊材被焊接材料各个方向自由度得到约束；焊接过程中冷却液随搅拌头移动喷射在主挡板或被焊接材料上，同时冷却液流经底板的孔洞，以此冷却液在不接触搅拌区的前提下达到冷却被焊接材料的作用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的装配示意图。

图3为本实用新型的俯视图。

图4为本实用新型的侧挡板与主挡板配合示意图。

图5为本实用新型的夹具示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图5，一种具备冷却效果搅拌摩擦焊接的装置，包括被焊接材料2、底板1、固定压板4、主挡板5、侧挡板6和搅拌头9，所述被焊接材料2设置有两块，两块被焊接材料相互对接的布置在底板1上，每块被焊接材料在与另一块被焊接材料对接的一端分别通过固定压板4压牢，所述固定压板4的前后两端分别通过固定螺栓10固定在底板1上，每块被焊接材料的另一端分别通过夹具 7定位；两块固定压板相对的一侧分别设有主挡板5，所述主挡板5的下端通过紧定螺钉8锁紧在固定压板4上，所述主挡板5的上部设置为用于阻挡冷却液的弧形，两块主挡板的弧形部的凹面分别朝向被焊接材料布置，两块主挡板的前后两端分别设有侧挡板，所述侧挡板6为弧形，两块侧挡板的弧形部的凹面均朝向被焊接材料布置且其左右两端可拆卸的安装在两块主挡板上；

两块固定压板之间设有搅拌区，两块主挡板与两块侧挡板将搅拌区围起，所述搅拌头9布置在搅拌区内；