[发明专利]一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法

说明书

本发明公开了一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置，属于焊接技术领域，包括驱动座和换能器，换能器位于驱动座的一侧，驱动座的内部安装有用于驱动搅拌针转动的驱动电机，驱动座下端的中间位置安装有限位柱，限位柱的下端安装有搅拌针；换能器的下端安装有变幅杆，变幅杆的下端安装有超声探头，换能器的上端连接有超声波发生器；驱动座下端的边缘位置安装有调节机构，调节机构可以起到支撑和防护的作用，调节机构包含第一固定夹环和调节上环；本发明还公开了一种超声搅拌摩擦焊接方法；本发明用于解决现有方案中没有对搅拌针的运行进行限位防护以及对超声探头进行位置调整，导致超声搅拌摩擦焊接的整体效果不佳的技术问题。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，更具体地说，它涉及一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法。

背景技术

搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。

公开号为CN107457479A、名称为一种用于组件厚度不均的可调式搅拌摩擦焊接装置及方法的发明专利公开了搅拌摩擦焊接装置可利用超声波辅助对厚度不均的组件进行焊接，超声波探测器先进行前期探测组件厚度，超声波脉冲信号转化为电信号，再传输至终端控制器转化为数字信号，并记录成为组件厚度梯度曲线；中期驱动电机和驱动段搅拌针控制变换传动段搅拌针根据组件厚度梯度曲线变换长度，同时利用超声振动辅助焊接提高摩擦焊接的效率，并减缓搅拌针的磨损；后期成像检测可即时检测到焊接组件的有无内部缺陷的情况。

但是该方案存在一定的缺陷：首先，没有对搅拌针进行防护，使得搅拌针在调整或者运行的过程中持续保持稳定的状态；其次，不能根据焊接工件上不同尺寸的焊缝来调节超声探头与搅拌针之间的距离，使得超声探头的运行效果受到限制；最后，也不能根据焊缝的形态动态调整超声探头的位置，进而导致超声探头辅助搅拌摩擦焊接的整体效果不佳。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法，解决以下技术问题：如何对搅拌针的运行进行限位防护以及对超声探头进行位置调整，来提高超声搅拌摩擦焊接的整体效果的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置，包括驱动座和换能器，换能器位于驱动座的一侧，驱动座的内部安装有用于驱动搅拌针转动的驱动电机，驱动座下端的中间位置安装有限位柱，限位柱的下端安装有搅拌针；

换能器的下端安装有变幅杆，变幅杆的下端安装有超声探头，换能器的上端连接有超声波发生器；

驱动座下端的边缘位置安装有调节机构，调节机构可以起到支撑和防护的作用，调节机构包含第一固定夹环，第一固定夹环的下端固定安装有调节上环，调节上环的下端滑动连接有调节下环，调节下环的下端固定安装有调节底座；

变幅杆的外表面滑动连接有限位机构，限位机构包含第三限位夹环，第三限位夹环与变幅杆滑动连接，第三限位夹环的一侧固定安装有第二限位夹板，第一固定夹环与第二限位夹板之间连接有第一连接板；设置的限位机构配合第一连接板和第一固定夹环的使用，不仅可以起到辅助调节超声探头位置的作用，还可以配合第一限位夹板和第二连接板来调整变幅杆与驱动座之间的距离。

为了更灵活的对搅拌针进行调整和防护，进一步地，调节上环的内部设置有调节腔，调节下环的上端与调节腔的上表面之间连接有连接弹簧，调节腔的上表面固定安装有位于连接弹簧内部的限位上环，限位上环的内部滑动连接有限位下环。

为了更便捷对搅拌针的运行进行清理，进一步地，调节下环外表面的下方位置设置有若干个散热孔，调节底座的左右两侧分别设置有连接槽和通槽。