接块顺次连接组成箍紧环。如此设置，可以实现箍紧环14与浮动下轴肩13和气腔体15的紧密连接。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0039]【具体实施方式】三:结合图6说明本实施方式，本实施方式的箍紧环14的第二通孔52的高度t为8-12mm。如此设置，是为了保证箍紧环14具有较高强度。其它组成和连接关系与【具体实施方式】二相同。
[0040]【具体实施方式】四:结合图6说明本实施方式，本实施方式的箍紧环14的第二通孔52的高度t为10mm。如此设置，是为了保证箍紧环14具有较高强度。其它组成和连接关系与【具体实施方式】三相同。
[0041]【具体实施方式】五:结合图5说明本实施方式，本实施方式的浮动下轴肩13的圆柱形轨道高度T为13-17_。如此设置，以便于与箍紧环14的第二通孔52配合实现浮动下轴肩13在随焊浮动。其它组成和连接关系与【具体实施方式】四相同。
[0042]【具体实施方式】六:结合图5说明本实施方式，本实施方式的浮动下轴肩13的圆柱形轨道高度T为15_。如此设置，以便于与箍紧环14的第二通孔52配合实现浮动下轴肩13在随焊浮动。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一或五相同。
[0043]【具体实施方式】七:结合图1至图8说明本实施方式，本实施方式的使用下轴肩随焊浮动的搅拌摩擦焊接用搅拌头的焊接方法，它包括以下步骤:
[0044]步骤一、搅拌头的组装:
[0045]将固装在一起的上轴肩11和搅拌针12穿过浮动下轴肩13中心的第一通孔41，此时将第一密封圈16固定在浮动下轴肩13下端部中心和搅拌针12配合的第一密封圈槽33和第一密封圈槽43内，将第二密封圈17固定在浮动下轴肩13外缘的密封圈槽44内，再将搅拌针12下部侧面螺纹32旋入气腔体中心的第二螺纹孔61固定，并使浮动下轴肩13上的第二密封圈17嵌入气腔体15的第二密封圈槽65内，然后将箍紧环14箍在浮动下轴肩13的外缘使各圆柱形轨道42与第二通孔51同轴配合，用四套螺杆18和螺母19与第三通孔53配合使箍紧环14周向固定，再用四颗沉头螺钉20旋入第一螺纹孔52和第三螺纹孔62将箍紧环14和气腔体15轴向固定，最后将一级进气孔63与外部气动辅助装置相连，完成下轴肩随焊浮动适应板厚变化的自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头的组装；
[0046]步骤二、搅拌摩擦焊接:
[0047]固定被焊工件21，设置焊接工艺参数，打开气动辅助装置，进行搅拌摩擦焊接，焊接完成后关闭气动辅助装置，并将搅拌头移出工件；
[0048]步骤三、搅拌头的拆卸:
[0049]将下轴肩随焊浮动适应板厚变化的自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头与气动辅助装置分离，固定搅拌头的上轴肩U、搅拌针12、浮动下轴肩13和气腔体15，旋出箍紧环14的周向固定螺杆18、螺母19和轴向固定沉头螺钉20并将其与浮动下轴肩13和气腔体15分离，然后旋动气腔体15使其与上轴肩11、搅拌针12和浮动下轴肩13分离，取下第一密封圈16和第二密封圈17并将浮动下轴肩13与上轴肩11和搅拌针12分离，完成搅拌头的拆卸。
[0050]【具体实施方式】八:结合图2说明本实施方式，本实施方式的步骤二中利用装卡工具将被焊工件固定在搅拌摩擦焊焊机的工作台上，使被焊工件对接且处于同一水平面上。如此设置，可以获得高质量的焊缝。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一或七相同。
【主权项】
1.一种下轴肩随焊浮动自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于:它包括上轴肩(11)、搅拌针(12)、浮动下轴肩(13)、砸紧环(14)、气腔体(15)、第一密封圈(16)、第二密封圈(17)、多个螺杆(18)、多个螺母(19)和多个沉头螺钉(20)， 上轴肩(11)的下端与搅拌针(12)的上端同轴固装在一起;浮动下轴肩(13)套装在搅拌针(12)上，搅拌针(12)与浮动下轴肩(13)配合处不攻螺纹且加工有第一密封圈槽(33)，搅拌针(12)的其余侧面均攻有螺纹，搅拌针(12)的非螺纹上部为上部螺纹(31)，搅拌针(12)的非螺纹下部为下部螺纹(32)，搅拌针(12)的下部与气腔体(15)连接;在浮动下轴肩(13)中心与搅拌针(12)配合处设置第一密封圈(16)，在浮动下轴肩(13)与气腔体(15)配合处设置第二密封圈(17)， 浮动下轴肩(13)的中心开设圆形第一通孔(41)并与搅拌针(12)配合，第一通孔(41)周向加工有第一密封圈槽(43)，浮动下轴肩(13)的边缘均匀分布四个圆柱形轨道(42)，且浮动下轴肩(13)与气腔体(15)的配合处加工有第二密封圈槽(44); 箍紧环(14)上均匀分布四个圆形第二通孔(51)与浮动下轴肩圆柱形轨道(42)相配合，并在相邻两圆形第二通孔(51)之间设置第一螺纹孔(52)用以与气腔体(15)的连接，在箍紧环(14)外围各第二通孔(51)连接处开设第三通孔(53)，第二通孔(51)均由相邻两部分拼成，多个螺杆(18)和多个螺母(19)与第三通孔(53)配合使箍紧环(14)周向固定，第一螺纹孔(52)处相邻两部分呈“Z”字形交叉并用沉头螺钉(20)与气腔体(15)连接使箍紧环(14)轴向固定； 气腔体(15)的中心开有第二螺纹孔(61)与搅拌针下部螺纹(32)连接，气腔体(15)的边缘均匀分布四个第三螺纹孔(62)与箍紧环(14)用多个沉头螺钉(20)连接，气腔体(15)的内侧壁加工有第二密封圈槽(65)，下部开设有一个一级进气孔(63)和四个二级进气孔(64); 搅拌头的上轴肩(11)、搅拌针(12)、浮动下轴肩(13)、箍紧环(14)、气腔体(15)、第一密封圈(16)和第二密封圈(17)均同轴设置； 箍紧环(14)的第二通孔(52)的高度(t)小于浮动下轴肩(13)的圆柱形轨道高度(T);四个二级进气孔(64)均与一级进气孔(63)相连，一级进气孔(63)与外部气动辅助装置相连。2.根据权利要求1所述的下轴肩随焊浮动自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于:箍紧环(14)由八块相同的弧形环组成，每两个弧形环相对对接组成一组连接块，四组连接块顺次连接组成箍紧环。3.根据权利要求2所述的下轴肩随焊浮动自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于:箍紧环(14)的第二通孔(52)的高度(t)为8-12mm。4.根据权利要求3所述的下轴肩随焊浮动自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于:箍紧环(14)的第二通孔(52)的高度(t)为10mm。5.根据权利要求4所述的下轴肩随焊浮动自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于:浮动下轴肩(13)的圆柱形轨道高度(T)为13-17_。6.根据权利要求5所述的下轴肩随焊浮动自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头，其特征在于:浮动下轴肩(13)的圆柱形轨道高度(T)为15_。7.—种使用权利要求1所述的下轴肩随焊浮动自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头的焊接方法，其特征在于:它包括以下步骤: 步骤一、搅拌头的组装: 将固装在一起的上轴肩(11)和搅拌针(12)穿过浮动下轴肩(13)中心的第一通孔(41)，此时将第一密封圈(16)固定在浮动下轴肩(13)下端部中心和搅拌针(12)配合的第一密封圈槽(33)和第一密封圈槽(43)内，将第二密封圈(17)固定在浮动下轴肩(13)外缘的密封圈槽(44)内，再将搅拌针(12)下部侧面螺纹(32)旋入气腔体中心的第二螺纹孔(61)固定，并使浮动下轴肩(13)上的第二密封圈(17)嵌入气腔体(15)的第二密封圈槽(65)内，然后将箍紧环(14)箍在浮动下轴肩(13)的外缘使各圆柱形轨道(42)与第二通孔(51)同轴配合，用四套螺杆(18)和螺母(19)与第三通孔(53)配合使箍紧环(14)周向固定，再用四颗沉头螺钉(20)旋入第一螺纹孔(52)和气腔体(15)的第三螺纹孔(62)将箍紧环(14)和气腔体(I 5)轴向固定，最后将一级进气孔(63)与外部气动辅助装置相连，完成下轴肩随焊浮动适应板厚变化的自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头的组装； 步骤二、搅拌摩擦焊接: 固定被焊工件(21)，设置焊接工艺参数，打开气动辅助装置，进行搅拌摩擦焊接，焊接完成后关闭气动辅助装置，并将搅拌头移出工件； 步骤三、搅拌头的拆卸: 将下轴肩随焊浮动适应板厚变化的自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头与气动辅助装置分离，固定搅拌头的上轴肩(11)、搅拌针(12)、浮动下轴肩(13)和气腔体15()，旋出箍紧环(14)的周向固定螺杆(18)、螺母(19)和轴向固定沉头螺钉(20)并将其与浮动下轴肩(13)和气腔体(15)分离，然后旋动气腔体(I5)使其与上轴肩(II)、搅拌针(12)和浮动下轴肩(13)分离，取下第一密封圈(16)和第二密封圈(17)并将浮动下轴肩(13)与上轴肩(11)和搅拌针(12)分离，完成搅拌头的拆卸。8.根据权利要求7所述的使用下轴肩随焊浮动自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头的焊接方法，其特征在于:步骤二中的利用装卡工具将被焊工件固定在搅拌摩擦焊焊机的工作台上，使被焊工件对接且处于同一水平面上。
【专利摘要】下轴肩随焊浮动自持式搅拌摩擦焊接用搅拌头及焊接方法，它涉及一种搅拌摩擦焊接用搅拌头及焊接方法。本发明为了解决现有自持式搅拌摩擦焊上、下轴肩距离在焊接过程中不可调，导致板材厚度不均时出现严重的飞边缺陷从而降低接头承载能力，或者导致搅拌针在焊接过程中断裂的问题。装置：上轴肩与搅拌针同轴固装在一起；浮动下轴肩套装在搅拌针上，搅拌针的下部与气腔体连接；在浮动下轴肩中心与搅拌针配合处设置第一密封圈，在浮动下轴肩与气腔体配合处设置第二密封圈。方法：步骤一、搅拌头的组装；步骤二、搅拌摩擦焊接；步骤三、搅拌头的拆卸。本发明适用于搅拌摩擦焊接。
【IPC分类】B23K20/12
【公开号】CN105537754
【申请号】CN201511009347
【发明人】胡琰莹, 刘会杰, 刘向前, 林喆, 李继超, 曾凡勇
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月28日