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[发明专利]基于搅拌摩擦焊接的防止工件变形的预应力夹具-CN201810338129.1有效
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;姚欣欣;葛芃;李健宇;亢战 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-04-13 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于搅拌摩擦焊接的防止工件变形的预应力夹具，三角桁架的顶端作为千斤顶的支撑端；为保证三角桁架的稳定性，在底部设计底部横梁，维持原三角形的结构完整性。底部横梁中间设计有开孔，且孔采用圆台形，截面为梯形，保证千斤顶推杆可以对底部横梁下的压板施加二次预应力。千斤顶的推杆前端采用圆台设计，保证施加在压板上的力不会产生过大的应力集中，并一定程度上扩大受力面积。压板放置于两底座拱之间，位于底部横梁的正下方，分离式设计。金属垫片的作用是避免因待焊接工件太厚导致定位螺丝对底座固定后，使得压板中部产生较大向上位移。本发明结合力学及机械等学科的知识解决了搅拌摩擦焊接后工件的焊接弯曲变形问题，提高了工件质量。
基于搅拌摩擦焊接防止工件变形预应力夹具

[实用新型]一种基于下轴肩自锁死的双轴肩搅拌头-CN201920300817.9有效
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;李健宇 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2019-03-11 - 公布日： 2019-11-08 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本实用新型提供了一种基于下轴肩自锁死的双轴肩搅拌头，属于工程制造领域。包括上搅拌头、下搅拌头、搅拌针和自锁死系统；所述的自锁死系统包括弹簧、激光定位器、外壁、弹簧底座、压力传感器、按钮、下搅拌头底座、限位孔、外侧导轨、挤压式卡扣、内侧导轨、激光定位孔、内壁、销钉、限位块、小弹簧、约束线和导轨槽。本实用新型在不影响焊接质量的前提下对常规的下搅拌头进行重新设计，下搅拌头主体采用分段式设计，并利用自锁死系统实现下搅拌头自锁死的效果。实现了整个焊接过程的自动化。可以大大提高焊接效率，并且提高生产过程中的安全性。
搅拌头自锁本实用新型双轴下轴激光定位器搅拌头主体压力传感器弹簧底座工程制造焊接过程焊接效率激光定位内侧导轨生产过程外侧导轨系统实现重新设计常规的导轨槽分段式挤压式搅拌针限位孔限位块小弹簧约束线按钮弹簧底座卡扣内壁外壁销钉焊接自动化

[实用新型]一种基于电磁感应加热的分段式摩擦增材制造机-CN201821709755.9有效
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;李健宇 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-10-22 - 公布日： 2019-07-05 - 主分类号： B22F3/105 文献下载
摘要：本实用新型属于固态增材制造技术领域，公开了一种基于电磁感应加热的分段式摩擦增材制造机。利用电磁加热系统对金属粉末进行加热至预设温度，并颠覆了之前搅拌头的设计，采用分段式搅拌头，加热后的金属粉料可以通过固定的密封轴承上预留的出粉口进入下搅拌头的腔室中。由下搅拌头提供的摩擦热对金属粉料进行二次加热，直至进入流动状态，随工作台的移动完成增材过程。增材结束后，利用吹洗系统对下搅拌头的腔室进行清洗。并且，由于使用分段式搅拌头，下搅拌头可根据需要进行拆卸、更换、保养。极大提高了实用性，降低了成本。
搅拌头分段式电磁感应加热金属粉料制造机腔室加热摩擦电磁加热系统本实用新型吹洗系统二次加热金属粉末流动状态密封轴承出粉口固定的摩擦热预留的工作台拆卸预设保养清洗移动制造

[发明专利]一种基于下轴肩自锁死的双轴肩搅拌头-CN201910179271.0在审
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;李健宇 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2019-03-11 - 公布日： 2019-05-17 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于下轴肩自锁死的双轴肩搅拌头，属于工程制造领域。包括上搅拌头、下搅拌头、搅拌针和自锁死系统；所述的自锁死系统包括弹簧、激光定位器、外壁、弹簧底座、压力传感器、按钮、下搅拌头底座、限位孔、外侧导轨、挤压式卡扣、内侧导轨、激光定位孔、内壁、销钉、限位块、小弹簧、约束线和导轨槽。本发明在不影响焊接质量的前提下对常规的下搅拌头进行重新设计，下搅拌头主体采用分段式设计，并利用自锁死系统实现下搅拌头自锁死的效果。实现了整个焊接过程的自动化。可以大大提高焊接效率，并且提高生产过程中的安全性。
搅拌头自锁双轴下轴激光定位器搅拌头主体压力传感器弹簧底座工程制造焊接过程焊接效率激光定位内侧导轨生产过程外侧导轨系统实现重新设计常规的导轨槽分段式挤压式搅拌针限位孔限位块小弹簧约束线按钮弹簧底座卡扣内壁外壁销钉焊接自动化

[发明专利]一种基于电磁感应加热的分段式摩擦增材制造机-CN201811229353.3在审
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;李健宇 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-10-22 - 公布日： 2019-01-25 - 主分类号： B22F3/105 文献下载
摘要：本发明属于固态增材制造技术领域，公开了一种基于电磁感应加热的分段式摩擦增材制造机。利用电磁加热系统对金属粉末进行加热至预设温度，并颠覆了之前搅拌头的设计，采用分段式搅拌头，加热后的金属粉料可以通过固定的密封轴承上预留的出粉口进入下搅拌头的腔室中。由下搅拌头提供的摩擦热对金属粉料进行二次加热，直至进入流动状态，随工作台的移动完成增材过程。增材结束后，利用吹洗系统对下搅拌头的腔室进行清洗。并且，由于使用分段式搅拌头，下搅拌头可根据需要进行拆卸、更换、保养。极大提高了实用性，降低了成本。
搅拌头分段式电磁感应加热金属粉料制造机腔室加热摩擦电磁加热系统吹洗系统二次加热金属粉末流动状态密封轴承出粉口固定的摩擦热预留的工作台拆卸预设保养清洗移动制造

[实用新型]基于搅拌摩擦焊接的防止工件变形的预应力夹具-CN201820535936.8有效
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;姚欣欣;葛芃;李健宇;亢战 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-04-13 - 公布日： 2018-11-13 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于搅拌摩擦焊接的防止工件变形的预应力夹具，三角桁架的顶端作为千斤顶的支撑端；为保证三角桁架的稳定性，在底部设计底部横梁，维持原三角形的结构完整性。底部横梁中间设计有开孔，且孔采用圆台形，截面为梯形，保证千斤顶推杆可以对底部横梁下的压板施加二次预应力。千斤顶的推杆前端采用圆台设计，保证施加在压板上的力不会产生过大的应力集中，并一定程度上扩大受力面积。压板放置于两底座拱之间，位于底部横梁的正下方，分离式设计。金属垫片的作用是避免因待焊接工件太厚导致定位螺丝对底座固定后，使得压板中部产生较大向上位移。本实用新型结合力学及机械等学科的知识解决了搅拌摩擦焊接后工件的焊接弯曲变形问题，提高了工件质量。
底部横梁压板搅拌摩擦焊接千斤顶推杆本实用新型预应力夹具三角桁架变形的底座施加弯曲变形问题待焊接工件分离式设计结构完整性定位螺丝金属垫片向上位移应力集中圆台形支撑端保证开孔受力圆台焊接力学学科

[实用新型]一种集机械滚压与打磨的辅助式搅拌摩擦焊接机-CN201820348936.7有效
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;姚欣欣;葛芃;李健宇;亢战 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-03-15 - 公布日： 2018-10-09 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本实用新型属于工程制造技术领域，提供了一种集机械滚压与打磨的辅助式搅拌摩擦焊接机。该焊接机包括焊接系统、打磨系统、滚压系统、工件、增材板。焊接系统包括旋转主轴、轴肩和搅拌针，实现焊接功能；打磨系统包括打磨盘、滚轮、电机和滑板；滚压系统包括机械滚轮。本实用新型充分结合结构力学、机械设计等学科的优势，既能充分实现上述的焊接功能，又能改善焊缝的力学性能，提高了焊接质量，降低了生产成本。本实用新型采用预先铺设增材板的方式，有效避免了焊接过程由于轴肩压入工件降低焊接区域几何高度低于原工件高度的问题，从而大大提高搅拌摩擦焊接构件的机械性能。
搅拌摩擦焊接本实用新型焊接打磨系统滚压系统焊接系统机械滚压辅助式材板轴肩打磨机械性能工程制造焊接过程焊接区域机械滚轮机械设计结构力学力学性能旋转主轴焊缝打磨盘焊接机搅拌针滑板滚轮压入生产成本电机铺设学科

[实用新型]一种新型的搅拌摩擦增材制造机-CN201820349355.5有效
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;姚欣欣;葛芃;李健宇;亢战 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-03-15 - 公布日： 2018-09-28 - 主分类号： B23P23/00 文献下载
摘要：本实用新型属于工业制造领域，提供了一种新型的搅拌摩擦增材制造机。该新型搅拌摩擦增材制造机包括送粉系统、打磨系统、焊接系统、出粉口和挡料板。本实用新型主要用于工业增材制造领域，核心原理是利用机械摩擦，因而相较于激光增材制造成本低。并且在增材制造过程中能保证增材层和工件表面的接触没有缝隙，极大改善了工件的力学性能，大大提高了工件的稳定性。从而，进行增材后的工件在使用过程中的受力均匀，延长使用寿命。本实用新型充分结合了力学和机械设计的优势，从而简化了增材制造过程，降低成本。
本实用新型搅拌摩擦制造机制造过程延长使用寿命打磨系统工件表面工业制造焊接系统核心原理机械摩擦机械设计力学性能受力均匀送粉系统制造成本出粉口挡料板材层力学激光制造保证

[实用新型]一种新型的搅拌摩擦补焊装置-CN201820349009.7有效
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;姚欣欣;葛芃;李健宇;亢战 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-03-15 - 公布日： 2018-09-28 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本实用新型属于工程制造技术领域，提供了一种新型的搅拌摩擦补焊装置。该装置包括旋转主轴、轴肩、工件、搅拌针、金属粉料、工件缺陷和补焊盖板。该方法步骤如下：金属粉料放置于工件缺陷中；将补焊盖板铺设于工件缺陷的表面上，并用夹具固定；搅拌针压入补焊盖板和工件内，在旋转主轴驱动下旋转，摩擦产生热量，使金属粉末发生动态再结晶；金属粉末降温后形成整体，通过轴肩和搅拌针的不断旋转和移动，完成对工件表面缺陷的补焊和修复；补焊和修复完成后，将搅拌针拔出，对工件表面进行打磨、冲铣操作，消除应力集中。本实用新型将力学、实验设计等学科结合，使得该技术实现过程简单。同时不受环境影响，该技术成本更低，适用于生产推广。
补焊搅拌针工件缺陷盖板本实用新型搅拌摩擦金属粉料金属粉末旋转主轴轴肩工件表面缺陷夹具动态再结晶修复工程制造工件表面环境影响技术成本技术实现实验设计消除应力学科结合拔出压入打磨力学摩擦并用铺设驱动移动生产

[发明专利]一种搅拌摩擦焊接与铣削一体化装置-CN201810338127.2在审
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;姚欣欣;葛芃;李健宇;亢战 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-04-13 - 公布日： 2018-07-27 - 主分类号： B23P23/04 文献下载
摘要：本发明属于工业制造技术领域，提供了一种搅拌摩擦焊接与铣削一体化装置，包括主轴、定位轨道、定位螺栓、铣刀、搅拌针、工件、轴肩、工件、可拆卸式铣刀刀柄。本发明将圆盘铣刀与搅拌头相结合进行创新性设计，并使其具有倾斜平面，保证铣削过程不会影响搅拌头前方的工件，并利用导轨对其进行上下移动操作，此外，为保证打磨方向不会出现凹槽，使铣刀底部直径为轴肩直径的2‑3倍。在满足焊接工艺的基础上极大提高了生产率，免除了不必要的二次打磨加工操作。此外，本发明只需在原先设备的基础上进行改动，成本较低。
铣刀搅拌摩擦焊接一体化装置搅拌头铣削轴肩打磨焊接工艺创新性设计定位轨道定位螺栓工业制造可拆卸式倾斜平面上下移动铣削过程圆盘铣刀搅拌针刀柄导轨保证加工

[发明专利]一种集机械滚压与打磨的辅助式搅拌摩擦焊接机-CN201810229240.7在审
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;姚欣欣;葛芃;李健宇;亢战 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-03-15 - 公布日： 2018-07-10 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明属于工程制造技术领域，提供了一种集机械滚压与打磨的辅助式搅拌摩擦焊接机。该焊接机包括焊接系统、打磨系统、滚压系统、工件、增材板。焊接系统包括旋转主轴、轴肩和搅拌针，实现焊接功能；打磨系统包括打磨盘、滚轮、电机和滑板；滚压系统包括机械滚轮。本发明充分结合结构力学、机械设计等学科的优势，既能充分实现上述的焊接功能，又能改善焊缝的力学性能，提高了焊接质量，降低了生产成本。本发明采用预先铺设增材板的方式，有效避免了焊接过程由于轴肩压入工件降低焊接区域几何高度低于原工件高度的问题，从而大大提高搅拌摩擦焊接构件的机械性能。
搅拌摩擦焊接焊接打磨系统滚压系统焊接系统机械滚压辅助式材板轴肩打磨机械性能工程制造焊接过程焊接区域机械滚轮机械设计结构力学力学性能旋转主轴焊缝打磨盘焊接机搅拌针滑板滚轮压入生产成本电机铺设学科

[发明专利]一种新型的搅拌摩擦补焊装置及方法-CN201810229485.X在审
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;姚欣欣;葛芃;李健宇;亢战 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-03-15 - 公布日： 2018-06-15 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明属于工程制造技术领域，提供了一种新型的搅拌摩擦补焊装置及方法。该装置包括旋转主轴、轴肩、工件、搅拌针、金属粉料、工件缺陷和补焊盖板。该方法步骤如下：金属粉料放置于工件缺陷中；将补焊盖板铺设于工件缺陷的表面上，并用夹具固定；搅拌针压入补焊盖板和工件内，在旋转主轴驱动下旋转，摩擦产生热量，使金属粉末发生动态再结晶；金属粉末降温后形成整体，通过轴肩和搅拌针的不断旋转和移动，完成对工件表面缺陷的补焊和修复；补焊和修复完成后，将搅拌针拔出，对工件表面进行打磨、冲铣操作，消除应力集中。本发明将力学、实验设计等学科结合，使得该技术实现过程简单。同时不受环境影响，该技术成本更低，适用于生产推广。 1
补焊搅拌针工件缺陷盖板搅拌摩擦金属粉料金属粉末旋转主轴轴肩工件表面缺陷夹具动态再结晶修复工程制造工件表面环境影响技术成本技术实现实验设计消除应力学科结合拔出压入打磨力学摩擦并用铺设驱动移动生产

[发明专利]一种新型的搅拌摩擦增材制造机-CN201810229291.X在审
发明人：张昭;苑红磊;谭治军;姚欣欣;葛芃;李健宇;亢战 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-03-15 - 公布日： 2018-06-15 - 主分类号： B23P23/00 文献下载
摘要：本发明属于工业制造领域，提供了一种新型的搅拌摩擦增材制造机。该新型搅拌摩擦增材制造机包括送粉系统、打磨系统、焊接系统、出粉口和挡料板。本发明主要用于工业增材制造领域，核心原理是利用机械摩擦，因而相较于激光增材制造成本低。并且在增材制造过程中能保证增材层和工件表面的接触没有缝隙，极大改善了工件的力学性能，大大提高了工件的稳定性。从而，进行增材后的工件在使用过程中的受力均匀，延长使用寿命。本发明充分结合了力学和机械设计的优势，从而简化了增材制造过程，降低成本。 1
搅拌摩擦制造机制造过程延长使用寿命打磨系统工件表面工业制造焊接系统核心原理机械摩擦机械设计力学性能受力均匀送粉系统制造成本出粉口挡料板材层力学激光制造保证

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