本實用新型涉及攪拌摩擦焊接領(lǐng)域，具體涉及一種用于攪拌摩擦焊攪拌頭的水冷裝置。

背景技術(shù)：

攪拌摩擦焊接是高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭扎入工件后沿焊接方向運動，在攪拌頭與工件的接觸部位產(chǎn)生摩擦熱，使其周圍金屬形成塑性軟化層，軟化層金屬在攪拌頭旋轉(zhuǎn)的作用下填充攪拌針后方所形成的空腔并在攪拌頭軸肩和攪拌針的攪拌及擠壓下實現(xiàn)材料連接的固相焊接方法。隨著攪拌摩擦焊接在鋁鎂合金上的廣泛應(yīng)用，鋁鎂合金的攪拌摩擦焊接成為新的巨大的經(jīng)濟增長點，焊接過程中，摩擦產(chǎn)熱的熱量過低時不能實現(xiàn)固相連接，在焊縫中易形成孔洞等焊接缺陷，熱量過多時，容易影響接頭的力學(xué)性能，接頭強度降低等問題。在焊接過程中對攪拌頭進行冷卻，也有助于提高攪拌頭的使用壽命。常見的冷卻方式主要有內(nèi)部冷卻和外部冷卻兩種。內(nèi)部冷卻一般采用水路冷卻，外部冷卻一般采用水噴灑冷卻和氣體冷卻。水下焊接既能冷卻攪拌頭又能減少工件上多余的熱量，進一步減小焊接變形。但是這種方法不適用于易氧化的鋁鎂合金材料，且該冷卻方法會帶走過多的熱量導(dǎo)致無法保證材料間的充分塑性變形連接而在焊縫處出現(xiàn)氣孔等焊接缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對攪拌摩擦焊過程中攪拌頭的冷卻問題，本實用新型提出一種用于攪拌摩擦焊攪拌頭的冷卻裝置，利用內(nèi)部水冷，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護，有效的降低攪拌頭溫度，保證焊接質(zhì)量的可靠性，提高了攪拌頭壽命。

為了解決本實用新型的上述技術(shù)問題，本實用新型提供的解決方案是提供一種用于攪拌摩擦焊攪拌頭的冷卻裝置，包括連接件、冷卻管路 、中空主軸、徑向密封件、軸向密封件、扭矩傳遞鍵、水冷刀柄、攪拌頭；連接件是作為冷卻管路與中空主軸之間的連接件。

連接件通過螺釘與中空主軸連接，同時連接件通過連接法蘭盤與中空主軸相連，與中空主軸共同旋轉(zhuǎn)，內(nèi)部通過螺紋與冷卻管路相連，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)件的中空主軸和靜止件的冷卻管路的連接；徑向密封件與軸向密封件均安裝在水冷刀柄上，與中空主軸連接形成靜密封結(jié)構(gòu)；扭矩傳遞鍵安裝于水冷刀柄上，用于傳遞焊接過程的負載受力；通過螺釘將攪拌頭和水冷刀柄連接；所述冷卻管路通過中空主軸、水冷刀柄，將冷卻水引至攪拌頭前端。

經(jīng)由水冷機冷卻后的循環(huán)冷卻水通過連接件，進入冷卻管路中，進入冷卻刀柄中；徑向密封件和軸向密封件置于中空主軸、冷卻刀柄之間，構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)，有效的將冷卻水密封在冷卻循環(huán)回路中，避免了裝備的冷卻液泄漏現(xiàn)象。

進一步，冷卻管路的外徑比中空主軸、冷卻刀柄的內(nèi)孔小，形成循環(huán)回路，通過水冷機，不斷循環(huán)內(nèi)部冷卻水，對攪拌頭進行冷卻。水冷機也可替換為油冷機。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點：

本實用新型通過在冷卻管路、中空主軸、冷卻刀柄、密封件形成了一個密閉的循環(huán)的冷卻管路，可以有效的帶走焊接過程中過多的熱量，有效的保證焊接質(zhì)量，延長攪拌頭的壽命。

本實用新型在中空主軸、刀柄、攪拌頭之間形成內(nèi)部循環(huán)冷卻回路，對攪拌頭進行直接冷卻，能夠有效的帶走焊接過程中多余的熱量。

本實用新型通過連接件結(jié)構(gòu)簡單緊湊，在攪拌摩擦焊接的實際工程應(yīng)用中，實現(xiàn)了運動部件和靜止部件的連接，將動密封轉(zhuǎn)化為靜密封。

本實用新型采用徑向和軸向雙層靜密封，能夠有效的將冷卻液密封在中空主軸、冷卻管路、冷卻刀柄、攪拌頭之間，成功的解決了冷卻液易泄漏問題，結(jié)構(gòu)簡單，密封可靠性高。

本實用新型可根據(jù)實際通過改變各個環(huán)節(jié)的尺寸來實現(xiàn)一定范圍內(nèi)不同尺寸攪拌頭的冷卻。

一種用于攪拌摩擦焊接裝備的水冷裝置，包括：中空主軸，所述中空主軸一端連接冷卻管路，另一端連接刀柄，所述刀柄自由端連接攪拌頭，其特征在于，所述冷卻管路從自身一直貫穿的依次延伸到中空主軸和刀柄端部，所述冷卻管路外壁與所述中空主軸和所述刀柄之間存在間隙，所述中空主軸與所述刀柄之間設(shè)置有徑向密封件和軸向密封件，所述徑向密封件和所述軸向密封件均將冷卻管路位于所述刀柄處的端部密封，進而形成由冷卻管路內(nèi)腔連通到冷卻管路外壁外側(cè)間隙之間的冷卻液循環(huán)回路。

本實用新型一個較佳實施例中，所述冷卻管路外側(cè)還連接有連接件，所述連接件上設(shè)有分別由連通所述冷卻管路內(nèi)腔的進口和所述間隙的出口。

本實用新型一個較佳實施例中，所述出口和所述進口分別通過管道連接水冷機。

本實用新型一個較佳實施例中，所述冷卻管路通過法蘭盤與所述中空主軸連接。

本實用新型一個較佳實施例中，所述刀柄與所述攪拌頭之間通過扭矩傳遞鍵銜接。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1為一種用于攪拌摩擦焊攪拌頭的冷卻裝置示意圖；

圖2為一種用于攪拌摩擦焊攪拌頭的冷卻裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、連接件，2、冷卻管路，3、中空主軸，4、徑向密封件，5、軸向密封件，6、扭矩傳遞鍵，7、刀柄，8、攪拌頭，9、進口，10、出口。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1、圖2所示，本實用新型優(yōu)選實施例提供的一種用于攪拌摩擦焊接攪拌頭的冷卻裝置包括：連接件1、冷卻管路2、中空主軸3、徑向密封件4、軸向密封件5、扭矩傳遞鍵6、水冷刀柄7、攪拌頭8。

連接件1通過螺紋與冷卻管路2相連，冷卻水通過連接件1進入冷卻管路中；連接件1通過法蘭盤與中空主軸3螺紋連接，連接件1與中空主軸共同旋轉(zhuǎn)，而內(nèi)部連接的冷卻管路2保持靜止；冷卻管路2外徑尺寸小于中空主軸3、冷卻刀柄7、攪拌頭8的空腔內(nèi)徑尺寸，冷卻水通過冷卻管路1至攪拌頭8，而后由內(nèi)腔間隙通過連接件1冷卻水出口回到水冷機，形成一個密閉的循環(huán)回路；中空主軸3、冷卻刀柄7間設(shè)置徑向密封件4和軸向密封件5，形成靜密封結(jié)構(gòu)，將冷卻水密閉在腔體內(nèi)，防止冷卻水的泄漏；冷卻刀柄7通過法蘭盤與中空主軸3相連，扭矩傳遞鍵6將焊接過程中的承載力由攪拌頭8、冷卻刀柄7傳遞至中空主軸3。

綜上所述，冷卻水通過連接件的進口9，經(jīng)冷卻管路至攪拌頭端部，從空腔間隙回到連接件出口10，采用徑向和軸向雙重靜密封，防止冷卻液從腔體中泄漏出來，實現(xiàn)攪拌摩擦焊接攪拌頭的多余熱量的帶走，進而實現(xiàn)攪拌頭的冷卻。

以上依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定技術(shù)性范圍。