[发明专利]一种随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接装置及焊接方法

权利要求书

1.一种随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：包括双轴肩搅拌头、轴向推杆、轴向压盘和盖板；所述双轴肩搅拌头内设有内孔和与内孔相通的立体通道，所述立体通道包括上通道、下通道和过渡通道，所述上通道的上端与内孔连通，所述上通道的下端延伸至双轴肩搅拌头的上轴肩的下端面；所述下通道的下端通过过渡通道与内孔连通，所述下通道的上端延伸致双轴肩搅拌头的下轴肩的上端面；所述盖板安装于内孔的上端，所述轴向压盘设置于内孔，所述轴向推杆的下端穿过盖板后与轴向压盘连接。

2.根据权利要求1所述的随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述过渡通道与内孔同轴设置，且所述过渡通道的内壁设有第一凸起。

3.根据权利要求1所述的随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述上通道的截面面积自上而下逐渐变小。

4.根据权利要求1所述的随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述过渡通道的底端端面为向上凸起的圆弧面。

5.根据权利要求1所述的随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述轴向压盘的工作端面设有呈十字型的第二凸起。

6.根据权利要求1所述的随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述双轴肩搅拌头一体成型。

7.一种随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，采用了权利要求1~6任意一项所述的随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接装置，包括以下步骤：

S1、涂层材料的准备：向双轴肩搅拌头的内孔放入作为涂层材料的同质金属或异质金属或合金；

S2、搅拌摩擦焊接：启动焊接装置，使双轴肩搅拌头以一定速度旋转，在双轴肩搅拌头对被焊工件进行摩擦焊接的同时，轴向推杆推动轴向压盘向下挤压，使装在双轴肩搅拌头内孔的涂层材料与内孔的壁面紧密接触，并发生相对摩擦，摩擦产生的热量令涂层材料塑化，这塑化的涂层材料在轴向压盘的挤压下，流至焊缝的上、下表面，在双轴肩搅拌头进行摩擦焊接的同时实现随焊制备涂层。

8.根据权利要求7所述的随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：步骤S1中，所述涂层材料为固体金属或合金。

9.根据权利要求7所述的随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述涂层材料为Cr、Mn、Ni和W中的任意一种或组合。

10.根据权利要求7所述的随焊制备涂层用双轴肩搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：步骤S2中，所述双轴肩搅拌头的旋转速度为600-1000rpm，焊接速度为40-200mm/min。