一种用于搅拌摩擦焊接装备的水冷装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于搅拌摩擦焊接装备的水冷装置，其连接件与中空主轴、冷却管路相连；径向和轴向设置密封件，将冷却水密闭在腔体内，防止冷却液的泄漏；冷却水通过冷却管路与中空主轴连接件的进水口进入到冷却管路中，流至搅拌头，后经中空主轴、冷却刀柄、搅拌头中空腔体间隙回流至冷却管路与中空主轴连接件的出水口，形成冷却循环回路，进而实现搅拌头的冷却，改善焊接质量，延长搅拌头的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及搅拌摩擦焊接领域，具体涉及一种用于搅拌摩擦焊搅拌头的水冷装置。
技术介绍
搅拌摩擦焊接是高速旋转的搅拌头扎入工件后沿焊接方向运动，在搅拌头与工件的接触部位产生摩擦热，使其周围金属形成塑性软化层，软化层金属在搅拌头旋转的作用下填充搅拌针后方所形成的空腔并在搅拌头轴肩和搅拌针的搅拌及挤压下实现材料连接的固相焊接方法。随着搅拌摩擦焊接在铝镁合金上的广泛应用，铝镁合金的搅拌摩擦焊接成为新的巨大的经济增长点，焊接过程中，摩擦产热的热量过低时不能实现固相连接，在焊缝中易形成孔洞等焊接缺陷，热量过多时，容易影响接头的力学性能，接头强度降低等问题。在焊接过程中对搅拌头进行冷却，也有助于提高搅拌头的使用寿命。常见的冷却方式主要有内部冷却和外部冷却两种。内部冷却一般采用水路冷却，外部冷却一般采用水喷洒冷却和气体冷却。水下焊接既能冷却搅拌头又能减少工件上多余的热量，进一步减小焊接变形。但是这种方法不适用于易氧化的铝镁合金材料，且该冷却方法会带走过多的热量导致无法保证材料间的充分塑性变形连接而在焊缝处出现气孔等焊接缺陷。
技术实现思路
针对搅拌摩擦焊过程中搅拌头的冷却问题，本技术提出一种用于搅拌摩擦焊搅拌头的冷却装置，利用内部水冷，结构简单，易于维护，有效的降低搅拌头温度，保证焊接质量的可靠性，提高了搅拌头寿命。为了解决本技术的上述技术问题，本技术提供的解决方案是提供一种用于搅拌摩擦焊搅拌头的冷却装置，包括连接件、冷却管路 、中空主轴、径向密封件、轴向密封件、扭矩传递键、水冷刀柄、搅拌头；连接件是作为冷却管路与中空主轴之间的连接件。连接件通过螺钉与中空主轴连接，同时连接件通过连接法兰盘与中空主轴相连，与中空主轴共同旋转，内部通过螺纹与冷却管路相连，实现旋转件的中空主轴和静止件的冷却管路的连接；径向密封件与轴向密封件均安装在水冷刀柄上，与中空主轴连接形成静密封结构；扭矩传递键安装于水冷刀柄上，用于传递焊接过程的负载受力；通过螺钉将搅拌头和水冷刀柄连接；所述冷却管路通过中空主轴、水冷刀柄，将冷却水引至搅拌头前端。经由水冷机冷却后的循环冷却水通过连接件，进入冷却管路中，进入冷却刀柄中；径向密封件和轴向密封件置于中空主轴、冷却刀柄之间，构成密封结构，有效的将冷却水密封在冷却循环回路中，避免了装备的冷却液泄漏现象。进一步，冷却管路的外径比中空主轴、冷却刀柄的内孔小，形成循环回路，通过水冷机，不断循环内部冷却水，对搅拌头进行冷却。水冷机也可替换为油冷机。本技术与现有技术相比，其显著优点：本技术通过在冷却管路、中空主轴、冷却刀柄、密封件形成了一个密闭的循环的冷却管路，可以有效的带走焊接过程中过多的热量，有效的保证焊接质量，延长搅拌头的寿命。本技术在中空主轴、刀柄、搅拌头之间形成内部循环冷却回路，对搅拌头进行直接冷却，能够有效的带走焊接过程中多余的热量。本技术通过连接件结构简单紧凑，在搅拌摩擦焊接的实际工程应用中，实现了运动部件和静止部件的连接，将动密封转化为静密封。本技术采用径向和轴向双层静密封，能够有效的将冷却液密封在中空主轴、冷却管路、冷却刀柄、搅拌头之间，成功的解决了冷却液易泄漏问题，结构简单，密封可靠性高。本技术可根据实际通过改变各个环节的尺寸来实现一定范围内不同尺寸搅拌头的冷却。一种用于搅拌摩擦焊接装备的水冷装置，包括：中空主轴，所述中空主轴一端连接冷却管路，另一端连接刀柄，所述刀柄自由端连接搅拌头，其特征在于，所述冷却管路从自身一直贯穿的依次延伸到中空主轴和刀柄端部，所述冷却管路外壁与所述中空主轴和所述刀柄之间存在间隙，所述中空主轴与所述刀柄之间设置有径向密封件和轴向密封件，所述径向密封件和所述轴向密封件均将冷却管路位于所述刀柄处的端部密封，进而形成由冷却管路内腔连通到冷却管路外壁外侧间隙之间的冷却液循环回路。本技术一个较佳实施例中，所述冷却管路外侧还连接有连接件，所述连接件上设有分别由连通所述冷却管路内腔的进口和所述间隙的出口。本技术一个较佳实施例中，所述出口和所述进口分别通过管道连接水冷机。本技术一个较佳实施例中，所述冷却管路通过法兰盘与所述中空主轴连接。本技术一个较佳实施例中，所述刀柄与所述搅拌头之间通过扭矩传递键衔接。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1为一种用于搅拌摩擦焊搅拌头的冷却装置示意图；图2为一种用于搅拌摩擦焊搅拌头的冷却装置结构示意图；图中：1、连接件，2、冷却管路，3、中空主轴，4、径向密封件，5、轴向密封件，6、扭矩传递键，7、刀柄，8、搅拌头，9、进口，10、出口。具体实施方式现在结合附图和实施例对本技术作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。如图1、图2所示，本技术优选实施例提供的一种用于搅拌摩擦焊接搅拌头的冷却装置包括：连接件1、冷却管路2、中空主轴3、径向密封件4、轴向密封件5、扭矩传递键6、水冷刀柄7、搅拌头8。连接件1通过螺纹与冷却管路2相连，冷却水通过连接件1进入冷却管路中；连接件1通过法兰盘与中空主轴3螺纹连接，连接件1与中空主轴共同旋转，而内部连接的冷却管路2保持静止；冷却管路2外径尺寸小于中空主轴3、冷却刀柄7、搅拌头8的空腔内径尺寸，冷却水通过冷却管路1至搅拌头8，而后由内腔间隙通过连接件1冷却水出口回到水冷机，形成一个密闭的循环回路；中空主轴3、冷却刀柄7间设置径向密封件4和轴向密封件5，形成静密封结构，将冷却水密闭在腔体内，防止冷却水的泄漏；冷却刀柄7通过法兰盘与中空主轴3相连，扭矩传递键6将焊接过程中的承载力由搅拌头8、冷却刀柄7传递至中空主轴3。综上所述，冷却水通过连接件的进口9，经冷却管路至搅拌头端部，从空腔间隙回到连接件出口10，采用径向和轴向双重静密封，防止冷却液从腔体中泄漏出来，实现搅拌摩擦焊接搅拌头的多余热量的带走，进而实现搅拌头的冷却。以上依据本技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于搅拌摩擦焊接装备的水冷装置，包括：中空主轴，所述中空主轴一端连接冷却管路，另一端连接刀柄，所述刀柄自由端连接搅拌头，其特征在于，所述冷却管路从自身一直贯穿的依次延伸到中空主轴和刀柄端部，所述冷却管路外壁与所述中空主轴和所述刀柄之间存在间隙，所述中空主轴与所述刀柄之间设置有径向密封件和轴向密封件，所述径向密封件和所述轴向密封件均将冷却管路位于所述刀柄处的端部密封，进而形成由冷却管路内腔连通到冷却管路外壁外侧间隙之间的冷却液循环回路。

【技术特征摘要】
1.一种用于搅拌摩擦焊接装备的水冷装置，包括：中空主轴，所述中空主轴一端连接冷却管路，另一端连接刀柄，所述刀柄自由端连接搅拌头，其特征在于，所述冷却管路从自身一直贯穿的依次延伸到中空主轴和刀柄端部，所述冷却管路外壁与所述中空主轴和所述刀柄之间存在间隙，所述中空主轴与所述刀柄之间设置有径向密封件和轴向密封件，所述径向密封件和所述轴向密封件均将冷却管路位于所述刀柄处的端部密封，进而形成由冷却管路内腔连通到冷却管路外壁外侧间隙之间的冷却液循环回路。2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓霞，林永勇，张华德，周法权，钱璐楠，韦叶，宫秀梅，
申请(专利权)人：航天工程装备苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32