本实用新型涉及搅拌摩擦焊领域，具体是涉及一种搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头。
背景技术：
搅拌摩擦焊是英国焊接研究所在1991年发明的一种新型的固相连接方法。搅拌摩擦焊具有一系列独特的优点：(1)焊缝接头性能良好；(2)焊接残余应力小，焊后变形小；(3)焊接过程无需添加材料，绿色、环保；(4)焊接过程操作简单，自动化程度高；(5)焊接缺陷少等。因此被誉为“绿色焊接技术”，在航空、航天、轨道交通、船舶、电子、汽车等众多领域都得到了广泛应用。
但传统单轴肩搅拌摩擦焊在焊接时，焊接试件背部需要刚性支撑，当支撑刚性不足或者装夹不稳时，接头会出现隧道、沟槽等缺陷。而且在焊接中空型材及带弧度的曲面时，安装背部支撑较为困难或者根部无法安装背部支撑，即使能够安装背部支撑，工装加工存在困难，成本昂贵，支撑的取放也比较费时费力。
双轴肩搅拌摩擦焊的出现解决了常规搅拌摩擦焊需要背部支撑和根部未焊透等问题。但目前的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头长度是固定的，在焊接不同厚度的材料时需要更换特定长度的搅拌头，适应性差，生产成本高，因此需要一种搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头。
技术实现要素：
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
一种搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头，包括刀体、刀杆和螺钉，所述刀体内部设置有所述刀杆，所述刀杆端部设置有搅拌针，所述搅拌针旁侧设置有限位块，所述限位块上设置有位移传感器，所述搅拌针侧面设置有斜顶丝，所述刀体底面设置有下轴肩，所述下轴肩底部内侧设置有所述螺钉，所述刀体顶面设置有上轴肩，所述上轴肩内部设置有顶丝一，所述上轴肩端部设置有顶丝二，所述刀体表面设置有LED灯带，所述上轴肩侧面设置有控制主机，所述控制主机上设置有显示屏，所述显示屏旁侧设置有控制键盘。
上述结构中，搅拌头由所述刀体、所述刀杆、所述搅拌针和所述下轴肩通过所述顶丝一和所述螺钉安装起来，在所述刀体的所述顶丝一和所述顶丝二位置处加工有螺纹，通过调节所述顶丝一的位置，可以调节所述搅拌针的长度，可调节范围为标准搅拌头长度±2mm，使用者可通过所述控制键盘控制所述位移传感器工作实时获取所述搅拌针移动的位移信息，并将位移信息回传给所述控制主机，所述控制主机将位移信息通过导线传递至所述显示屏上实时显示供使用者观察，所述搅拌针调节到合适长度时，固定所述顶丝一，所述搅拌针夹持部位加工有斜面，斜面与所述刀体成5°～10°，在所述刀体的所述斜顶丝位置处加工有螺纹，当所述搅拌针调节到合适位置时，通过所述斜顶丝固定所述搅拌针3，所述斜顶丝和所述搅拌针成5°～10°角度，保证所述斜顶丝与所述搅拌针斜面是垂直状态，所述斜顶丝从下往上固定住所述搅拌针，其目的是防止焊接过程中和焊接结束后所述搅拌针脱落，所述斜顶丝的位置可以在所述刀体上下分布，也可以使对称分布，还可以是环绕所述搅拌针分布等，所述斜顶丝的数量可以是2个，3个或者更多，当对称分布或者环绕针体分布时，所述搅拌针上加工的斜面数量也随着相应变化，安装所述顶丝二，其目的是防止焊接时，由于顶端力影响所述顶丝一的位置，从而影响所述搅拌针的长度，所述顶丝一和顶丝二在上方固定住所述搅拌针，对所述搅拌针有向下的力，所述斜顶丝在下方固定住所述搅拌针，对所述搅拌针有向上的力，在两个方向力的共同作用下，所述搅拌针被牢牢固定住，从而达到焊接过程中所述搅拌针自锁的效果，在所述搅拌针上端面加工有螺纹，通过螺纹将所述搅拌针与所述刀体固定，螺纹方向是右旋(或者左旋)，当搅拌摩擦焊接时，主轴选择顺时针(逆时针)旋转时，所述搅拌针受到反向作用力，所述搅拌针在螺纹的作用下，越转越紧，从而达到所述搅拌针自锁的效果，同时整个过程中，可通过所述控制键盘控制所述LED灯带发光来对外界起警示作用。
为了进一步提高搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的使用功能，所述刀杆通过卡槽固定在所述刀体内，所述搅拌针夹持部位加工有斜面，斜面与所述刀体的夹角为5°～10°，所述限位块熔接在所述刀体内。
为了进一步提高搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的使用功能，所述位移传感器的工作刷新频率不低于50HZ，所述位移传感器胶接在所述限位块上，所述斜顶丝侧面加工有螺纹，所述斜顶丝和所述搅拌针的夹角为5°～10°。
为了进一步提高搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的使用功能，所述斜顶丝与所述刀体为上下分布、对称分布或环绕所述搅拌针分布中的一种，所述斜顶丝的数量不低于两个。
为了进一步提高搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的使用功能，所述下轴肩的加工方式为车削，所述螺钉的数量为两个，所述上轴肩的加工方式为车削。
为了进一步提高搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的使用功能，所述顶丝一通过螺纹固定在所述刀体上，所述顶丝二通过螺纹固定在所述刀体上，所述LED灯带通过卡扣固定在所述刀体上。
为了进一步提高搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的使用功能，所述控制主机的型号为PLC S7-200，所述控制主机通过卡扣固定在所述上轴肩上，所述显示屏胶接在所述控制主机上，所述控制键盘内嵌在所述控制主机上。
为了进一步提高搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的使用功能，所述控制主机与所述显示屏、所述位移传感器、所述LED灯带和所述控制键盘电连接。
有益效果在于：搅拌针在一定范围内可自锁可调节，同时通过位移传感器可实时获取搅拌针调节的位移值并在显示屏上实时显示，方便使用者观察调节，进而可以焊接不同厚度材料，适应性强，成本低，同时在焊接过程中由于顶丝一和斜顶丝的共同作用，搅拌针被牢牢固定住，从而达到搅拌针自锁的效果，且可以焊接中空型材、复杂曲面等特殊结构零件，可以解决根部未焊透等缺陷，通过上轴肩、下轴肩和搅拌针采用不同材料，能实现钛合金、钢合金等高温高强材料的焊接，同时通过LED灯带发光能够对外界起到一定的警示作用。
附图说明
图1是本实用新型一种搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的正视图；
图2是本实用新型一种搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的侧视图；
图3是本实用新型一种搅拌针可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的俯视图。
附图标记说明如下：
1、上轴肩；2、刀体；3、搅拌针；4、下轴肩；5、顶丝二；6、顶丝一；7、刀杆；8、斜顶丝；9、限位块；10、位移传感器；11、螺钉；12、LED灯带；13、控制主机；14、显示屏；15、控制键盘。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1-图3所示，一种搅拌针3可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头，包括刀体2、刀杆7和螺钉11，刀体2内部设置有刀杆7，刀杆7用来组成搅拌头，刀杆7端部设置有搅拌针3，搅拌针3用来组成搅拌头，搅拌针3旁侧设置有限位块9，限位块9用来限位安装位移传感器10，限位块9上设置有位移传感器10，位移传感器10用来实时获取搅拌针3的位移信息，搅拌针3侧面设置有斜顶丝8，斜顶丝8用来对搅拌针3进行自锁，刀体2底面设置有下轴肩4，下轴肩4用来组成搅拌头，下轴肩4底部内侧设置有螺钉11，螺钉11用来安装固定各个组件，刀体2顶面设置有上轴肩1，上轴肩1用来组成搅拌头，上轴肩1内部设置有顶丝一6，顶丝一6用来方便搅拌针3移动，上轴肩1端部设置有顶丝二5，刀体2表面设置有LED灯带12，LED灯带12用来发出警示灯光，上轴肩1侧面设置有控制主机13，控制主机13是装置的控制中心，控制主机13上设置有显示屏14，显示屏14用来实时显示位移信息，显示屏14旁侧设置有控制键盘15，控制键盘15用来发送工作指令。
上述结构中，搅拌头由刀体2、刀杆7、搅拌针3和下轴肩4通过顶丝一6和螺钉11安装起来，在刀体2的顶丝一6和顶丝二5位置处加工有螺纹，通过调节顶丝一6的位置，可以调节搅拌针3的长度，可调节范围为标准搅拌头长度±2mm，使用者可通过控制键盘15控制位移传感器10工作实时获取搅拌针3移动的位移信息，并将位移信息回传给控制主机13，控制主机13将位移信息通过导线传递至显示屏14上实时显示供使用者观察，搅拌针3调节到合适长度时，固定顶丝一6，搅拌针3夹持部位加工有斜面，斜面与刀体2成5°～10°，在刀体2的斜顶丝8位置处加工有螺纹，当搅拌针3调节到合适位置时，通过斜顶丝8固定搅拌针33，斜顶丝8和搅拌针3成5°～10°角度，保证斜顶丝8与搅拌针3斜面是垂直状态，斜顶丝8从下往上固定住搅拌针3，其目的是防止焊接过程中和焊接结束后搅拌针3脱落，斜顶丝8的位置可以在刀体2上下分布，也可以使对称分布，还可以是环绕搅拌针3分布等，斜顶丝8的数量可以是2个，3个或者更多，当对称分布或者环绕针体分布时，搅拌针3上加工的斜面数量也随着相应变化，安装顶丝二5，其目的是防止焊接时，由于顶端力影响顶丝一6的位置，从而影响搅拌针3的长度，顶丝一6和顶丝二5在上方固定住搅拌针3，对搅拌针3有向下的力，斜顶丝8在下方固定住搅拌针3，对搅拌针3有向上的力，在两个方向力的共同作用下，搅拌针3被牢牢固定住，从而达到焊接过程中搅拌针3自锁的效果，在搅拌针3上端面加工有螺纹，通过螺纹将搅拌针3与刀体2固定，螺纹方向是右旋(或者左旋)，当搅拌摩擦焊接时，主轴选择顺时针(逆时针)旋转时，搅拌针3受到反向作用力，搅拌针3在螺纹的作用下，越转越紧，从而达到搅拌针3自锁的效果，同时整个过程中，可通过控制键盘15控制LED灯带12发光来对外界起警示作用。
为了进一步提高搅拌针3可自锁可调的双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头的使用功能，刀杆7通过卡槽固定在刀体2内，搅拌针3夹持部位加工有斜面，斜面与刀体2的夹角为5°～10°，限位块9熔接在刀体2内，位移传感器10的工作刷新频率不低于50HZ，位移传感器10胶接在限位块9上，斜顶丝8侧面加工有螺纹，斜顶丝8和搅拌针3的夹角为5°～10°，斜顶丝8与刀体2为上下分布、对称分布或环绕搅拌针3分布中的一种，斜顶丝8的数量不低于两个，下轴肩4的加工方式为车削，螺钉11的数量为两个，上轴肩1的加工方式为车削，顶丝一6通过螺纹固定在刀体2上，顶丝二5通过螺纹固定在刀体2上，LED灯带12通过卡扣固定在刀体2上，控制主机13的型号为PLC S7-200，控制主机13通过卡扣固定在上轴肩1上，显示屏14胶接在控制主机13上，控制键盘15内嵌在控制主机13上，控制主机13与显示屏14、位移传感器10、LED灯带12和控制键盘15电连接。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。