[发明专利]一种封闭式无针搅拌摩擦点焊装置和方法

权利要求书

1.一种封闭式无针搅拌摩擦点焊装置，其特征在于：包括驱动装置(3)，搅拌工具和加工平台(2)；

所述搅拌工具包括套筒(4)和轴肩(5)，所述轴肩(5)装配在所述套筒(4)内并相互独立；

所述驱动装置包括两个：套筒驱动装置和轴肩驱动装置，分别与所述套筒(4)和所述轴肩(5)相连接；

所述加工平台(2)用于放置待焊工件(1)并提供支撑。

2.根据权利要求1所述的封闭式无针搅拌摩擦点焊装置，其特征在于：所述轴肩驱动装置能控制所述轴肩(5)的旋转和升降，所述套筒驱动装置能控制所述套筒(4)的升降。

3.根据权利要求1所述的封闭式无针搅拌摩擦点焊装置，其特征在于：所述轴肩(5)采用圆柱形，其底部可加工各种形貌。

4.根据权利要求1所述的封闭式无针搅拌摩擦点焊装置，其特征在于：所述轴肩(5)与所述套筒(4)的装配间隙不大于0.5mm。

5.根据权利要求4所述的封闭式无针搅拌摩擦点焊装置，其特征在于：所述轴肩(5)与所述套筒(4)的装配间隙不大于0.1mm。

6.一种封闭式无针搅拌摩擦点焊方法，基于如权利要求1～5任一项所述的封闭式无针搅拌摩擦点焊装置进行点焊，其特征在于包括以下步骤：

工件固定和预热步骤：将待焊工件(1)放置于加工平台(2)上，预设焊接参数，所述焊接参数包括；套筒下压力，轴肩预热转速，下压和停留旋转速度，轴肩下压时间，轴肩下压速度，停留时间，轴肩回撤转速，轴肩回撤速度，回撤时间；启动驱动装置，套筒(4)以所述套筒下压力压紧固定所述待焊工件(1)，轴肩(5)以所述轴肩预热转速绕轴高速旋转，对所述待焊工件(1)表面进行预热；

轴肩下压和停留步骤：所述轴肩(5)以所述下压和停留旋转速度绕轴旋转，并且以所述轴肩下压速度下压插入所述待焊工件(1)，当达到预设下压时间后保持所述停留时间的绕轴旋转；

搅拌头撤离步骤：所述轴肩(5)以研磨转速绕轴旋转，并且以所述轴肩回撤速度向上回抽，当所述轴肩(5)端面回到水平位置时，所述轴肩(5)停止旋转并与所述套筒(4)撤离所述待焊工件(1)表面。

7.根据权利要求6所述的封闭式无针搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：所述待焊工件(1)包括上板和下板。

8.根据权利要求7所述的封闭式无针搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：所述上板厚度范围不大于1.0mm，所述下板厚度不限。

9.根据权利要求6所述的封闭式无针搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：所述轴肩(5)下压深度控制在0.3mm之内。

10.根据权利要求6所述的封闭式无针搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：所述轴肩(5)的转速最高可达到20000rpm。