[实用新型]一种静轴肩搅拌摩擦焊接工具

说明书

本实用新型公开了一种静轴肩搅拌摩擦焊接工具，涉及焊接技术领域。包括搅拌头、第一轴承和第二轴承、轴承挡圈、轴承紧固件、静轴肩套，所述第一轴承、轴承挡圈、第二轴承和轴承紧固件依次安装在搅拌头上，所述静轴肩套设有内圆柱面，所述内圆柱面与所述第一轴承和第二轴承的外圆柱面过盈配合安装，所述静轴肩套的外周面设有若干组通孔，所述若干组通孔中的一个通孔用于连接气管，以向所述静轴肩套内部吹气，所述若干组通孔中的其他通孔用于将吹入所述静轴肩套内部的气体排出。本实用新型提供的一种静轴肩搅拌摩擦焊接工具，能够方便在实现焊缝无减薄和无飞边的同时，提高焊接工具散热效率，进而提高工具使用的稳定性和寿命。

背景技术

搅拌摩擦焊(FSW)是一种新型固相连接技术，是1991年由英国焊接研究所(TheWelding Institute, TWI)发明的。其过程为由轴肩和搅拌针组成的搅拌头，在高速旋转的同时插入焊缝并向前行进，利用摩擦热使待焊材料塑化，在搅拌头的带动下发生塑性流动，并在轴肩的锻压作用下形成焊缝，实现固相连接。

搅拌头是搅拌摩擦焊接的核心部件，通过与工件摩擦提供焊接过程中材料塑化所需的热量，同时还是焊缝区域材料定向流动的载体。搅拌摩擦焊解过程中，由于搅拌头的旋转、挤压作用，焊缝中的塑性材料会溢出焊缝区外，形成“飞边”，导致焊缝区略薄于母材，不利于焊缝表面质量和接头性能。目前，工业生产中常常需要通过机械打磨来去除飞边，不但降低了生产效率，而且极易损伤被焊工件表面质量。

搅拌头的设计制造是实现搅拌摩擦焊接的关键技术，国内外相关机构在搅拌头的形状设计、材料选取及加工工艺等方面进行了大量的研究。目前，消除飞边的方式主要有两种：其一，设计特殊搅拌头轴肩端面，其一，改变搅拌头轴肩的端面；其二，在搅拌头上另加一装置或结构，如添加切削头或轴肩外缘加工成切削槽。然而，这两种方法都不能很好的消除飞边，方式一可减少飞边量，但不能彻底消除飞边，方式二因飞边温度较高而粘着在搅拌头上造成焊缝表面质量较差。但是由于静轴肩搅拌摩擦焊接工具结构相对复杂，长期工作于高温环境，同时搅拌头轴肩与静轴肩孔必须为间隙配合且要求较高的回转精度，工具散热显得尤为重要。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种静轴肩搅拌摩擦焊接工具，能够方便在实现焊缝无减薄和无飞边的同时，提高焊接工具散热效率，进而提高工具使用的稳定性和寿命。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种静轴肩搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，包括搅拌头、第一轴承和第二轴承、轴承挡圈、轴承紧固件、静轴肩套，所述第一轴承、轴承挡圈、第二轴承和轴承紧固件依次安装在搅拌头上，所述静轴肩套设有内圆柱面，所述内圆柱面与所述第一轴承和第二轴承的外圆柱面过盈配合安装，所述静轴肩套的外周面设有若干组通孔，所述若干组通孔中的一个通孔用于连接气管，以向所述静轴肩套内部吹气，所述若干组通孔中的其他通孔用于将吹入所述静轴肩套内部的气体排出。

可选地，所述静轴肩套包括外套圆柱面、过渡圆锥面和轴肩圆柱面，所述若干组通孔包括三组通孔，第一组通孔均匀设置于所述外套圆柱面上，第二组通孔均匀设置于所述过渡圆锥面上，第三组通孔均匀设置于所述轴肩圆柱面上。

可选地，所述气管连接于所述第一组通孔或第二组通孔中的一个。

可选地，所述搅拌头设有用于定位所述第一轴承的台阶定位面、轴承安装部和轴承紧固件安装部，所述第一轴承、轴承挡圈和第二轴承依次安装在所述轴承安装部上，所述第一轴承和所述第二轴承采用背对背或面对面组合方式安装，所述轴承紧固件安装于所述轴承紧固件安装部上以用于对所述第一轴承和第二轴承进行限位。

可选地，所述静轴肩套内设有内定位面，所述内定位面与所述第二轴承的端面紧密接触。

可选地，所述轴承安装部的长度不大于所述第一轴承、轴承挡圈和第二轴承的长度之和。

可选地，所述轴承紧固件安装部设置有用于安装轴承紧固件的螺纹结构。