專利名稱：一種攪拌摩擦焊縫干式冷卻方裝置及冷卻方法
技術領域：
本發明涉及材料連接技術領域中焊縫質量控制方法，特別是一種攪拌摩擦焊縫干式冷卻方裝置及冷卻方法。
背景技術：
當前針對傳統攪拌摩擦焊縫進行冷卻的方法主要有以下幾種1、自然空氣冷卻。這種方法冷卻速度較慢，極有可能導致焊核區再結晶晶粒長大，得不到質量滿意的焊縫。2、直接施加冷卻介質。對傳統攪拌摩擦焊縫進行冷卻時，只能采用這種方法。在這種方法中，可施加的冷卻介質包括液氮、甲醇、水、干冰或它們的混合物。其中液氮冷卻方法操作繁瑣、并且需要特定的液氮存儲裝置；使用甲醇、水、干冰及其混合物進行冷卻時，不僅操作繁瑣、需要特定存儲裝置，而且甲醇不但有毒、易燃，需要相應的保護裝置、回收裝置；使用水進行冷卻時，往往會導致工作臺水量過多。如申請號為200510105425. X及申請號為200710097893.6的中國專利申請所公開的方式中，噴口所噴出的冷卻介質氣霧會懸浮在空中，從而不可避免地積聚在工作臺上，污染焊接現場甚至影響焊接質量，因此必須配備有效的回收裝置，這又增加了冷卻系統的復雜性。因此，需要一種新的技術方案以解決上述問題。
發明內容
針對上述現有技術所存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種攪拌摩擦焊縫干式冷卻方裝置及冷卻方法，該攪拌摩擦焊縫干式冷卻方裝置及冷卻方法能夠實現冷卻介質與焊縫不直接接觸的干式冷卻。為實現上述目的，本發明攪拌摩擦焊縫干式冷卻方裝置可采用如下技術方案一種攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置，包括支架、安裝于支架兩側并延伸出支架的一對支撐桿、同時連接該兩支撐桿的空心滾輪軸、安裝于空心滾輪軸上的一對滾輪端蓋、連接所述滾輪端蓋的圓柱形的滾輪、葉片、散熱器、連接所述散熱器及空心滾輪軸的左側軟管及右側軟管；所述兩滾輪端蓋及滾輪圍成有一個空腔，所述葉片位于空腔內并安裝于空心滾輪軸上；所述空心滾輪軸中設有沿軸向延伸并與所述左側軟管連通的左通道及沿軸向延伸并與所述右側軟管連通的右通道，所述左通道及右通道均與所述空腔連通。本發明與現有技術相比采用滾輪接觸焊縫表面，利用熱傳導方式進行冷卻，循環冷卻介質流經滾輪內部；在滾輪滾動過程中，滾輪內部空腔中葉片相對于冷卻介質旋轉，從而為冷卻介質的流動提供動力；冷卻介質通過在滾輪外部的左側軟管、右側軟管和散熱器進行閉式循環流動，從而使焊縫冷卻過程持續進行，該裝置可以實現冷卻介質與焊縫不直接接觸的干式冷卻，在利用冷卻介質提高焊縫冷卻速度的同時能夠使冷卻介質位于封閉的循環通路中，避免了冷卻介質對現場的污染，并且無需在焊接作業之后打掃并回收冷卻介質。
為實現上述目的，本發明攪拌摩擦焊縫干式冷卻方裝置的冷卻方法可采用如下技術方案在散熱器內部、右側軟管、空心滾輪軸的左通道、空心滾輪軸的右通道、空腔、左側軟管中充滿冷卻介質，在滾輪滾動過程中，葉片相對滾輪旋轉，從而驅動冷卻介質通過左通道，然后流經左側軟管、散熱器，然后再通過右側軟管回到右通道中，最后通過右通道回到空腔中，形成循環流動；當改變滾輪的旋向，冷卻介質的流動方向也會相反。本發明與現有技術相比采用滾輪接觸焊縫表面，利用熱傳導方式進行冷卻，循環冷卻介質流經滾輪內部；在滾輪滾動過程中，滾輪內部空腔中葉片相對于冷卻介質旋轉，從而為冷卻介質的流動提供動力；冷卻介質通過在滾輪外部的左側軟管、右側軟管和散熱器進行閉式循環流動，從而使焊縫冷卻過程持續進行，該裝置可以實現冷卻介質與焊縫不直接接觸的干式冷卻，在利用冷卻介質提高焊縫冷卻速度的同時能夠使冷卻介質位于封閉的循環通路中，避免了冷卻介質對現場的污染，并且無需在焊接作業之后打掃并回收冷卻介質。
圖I為本發明攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置的結構示意圖。圖2為圖I中支撐桿與支架連接左視示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
，進一步闡明本發明，應理解下述具體實施方式
僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。請結合圖I及圖2所示，本發明公開一種攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置，包括支架I、安裝于支架I兩側并延伸出支架I的一對支撐桿2、同時連接該兩支撐桿2的空心滾輪軸12、安裝于空心滾輪軸12上的一對滾輪端蓋13、連接所述滾輪端蓋13的圓柱形的滾輪14、葉片15、散熱器9、連接所述散熱器9及空心滾輪軸12的左側軟管19及右側軟管10 ;所述兩滾輪端蓋13及滾輪14圍成有一個空腔30，所述葉片15位于空腔30內并安裝于空心滾輪軸12上；所述空心滾輪軸12中設有沿軸向延伸并與所述左側軟管19連通的左通道26及沿軸向延伸并與所述右側軟管10連通的右通道27，所述左通道26及右通道27均與所述空腔30連通。所述左側軟管19通過左側軟管接頭18與左通道26連接；右側軟管10通過右側軟管接頭11與右通道27連接。所述滾輪14位于所述兩支撐桿2之間，所述每個支撐桿2上均設有沿支撐桿2延伸方向設置的第一彈簧4，所述第一彈簧4位于支架I及空心滾輪軸12之間。所述空心滾輪軸12的兩端分別鉸接于所述兩支撐桿2上，所述空心滾輪軸12上設有位于所述左側軟管19及右側軟管10外側的擋塊8，所述空心滾輪軸12上套設有第二彈簧7，且該第二彈簧7位于所述擋塊8及支撐桿2之間，第二彈簧7的作用在于阻止空心滾輪軸12的軸向竄動，確保滾輪14沿著焊縫方向滾動。所述支撐桿2靠近空心滾輪軸12的一端凸設有凸臺22，所述第一彈簧4 一端抵靠于凸臺22上，而另一端抵靠于一個墊片3上。為了防止冷卻介質泄露，所述空腔23、滾輪端蓋13及空心滾輪軸12的相交處設有動密封圈16。所述空心滾輪軸12的兩端分別設有U形開口 28，而所述支撐桿2的末端設有U形槽29及穿過所述支撐桿2及U形槽29的銷釘24 ;所述U形開口 28收容于該U形槽29中且所述銷釘24穿過該U形開口 28，并采用開口銷25防止銷釘24退出。所述U形開口 28的末端設有開口銷6，該開口銷6位于所述U形槽29的外側。本發明中滾輪14采用銅或其合金制作，散熱器9可采用鋁合金制作；冷卻介質可采用純凈水或其他非腐蝕性冷卻介質(如冷卻油)；攪拌摩擦焊機的機頭為公開技術。請繼續參閱圖I及圖2所示，本發明所述的攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置的冷卻方法為在散熱器9內部、右側軟管10、空心滾輪軸12的左通道26、空心滾輪軸12的右通道27、空腔30、左側軟管19中充滿冷卻介質，在滾輪14滾動過程中，葉片15相對滾輪14旋轉，從而驅動冷卻介質通過左通道26，然后流經左側軟管19、散熱器9，然后再通過右側軟管10回到右通道27中，最后通過右通道27回到空腔30中，形成循環流動；當改變滾輪14的旋向，冷卻介質的流動方向也會相反。當焊縫表面與滾輪14只有部分接觸時，在下壓力的作用下，首先接觸焊縫表面的一側的第一彈簧4 一端受到壓縮，而另一側的第一彈簧4壓縮量則較少，自動使空心滾輪軸14發生傾斜，從而使滾輪14與焊縫正面達到最大程度的接觸，從而最大程度地發揮散熱功能。滾輪架支架I上有四個安裝孔20 ;使用螺栓穿過安裝孔即可將滾輪架支架I固定在攪拌摩擦焊機的機頭上。本發明攪拌摩擦焊縫干式冷卻方裝置及冷卻方法采用滾輪接觸焊縫表面，利用熱傳導方式進行冷卻，循環冷卻介質流經滾輪內部；在滾輪滾動過程中，滾輪內部空腔中葉片 相對于冷卻介質旋轉，從而為冷卻介質的流動提供動力；冷卻介質通過在滾輪外部的左側軟管、右側軟管和散熱器進行閉式循環流動，從而使焊縫冷卻過程持續進行，該裝置可以實現冷卻介質與焊縫不直接接觸的干式冷卻，在利用冷卻介質提高焊縫冷卻速度的同時能夠使冷卻介質位于封閉的循環通路中，避免了冷卻介質對現場的污染，并且無需在焊接作業之后打掃并回收冷卻介質。
權利要求
1.一種攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置，其特征在于包括支架(I)、安裝于支架(I)兩側并延伸出支架(I)的一對支撐桿(2)、同時連接該兩支撐桿(2)的空心滾輪軸(12)、安裝于空心滾輪軸(12)上的一對滾輪端蓋(13)、連接所述滾輪端蓋(13)的圓柱形的滾輪(14)、葉片(15)、散熱器(9)、連接所述散熱器(9)及空心滾輪軸(12)的左側軟管(19)及右側軟管(10);所述兩滾輪端蓋(13)及滾輪(14)圍成有一個空腔(30)，所述葉片(15)位于空腔(30)內并安裝于空心滾輪軸(12)上；所述空心滾輪軸(12)中設有沿軸向延伸并與所述左側軟管(19)連通的左通道(26)及沿軸向延伸并與所述右側軟管(10)連通的右通道(27)，所述左通道(26)及右通道(27)均與所述空腔(30)連通。
2.如權利要求I所述的攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置，其特征在于所述滾輪(14)位于所述兩支撐桿(2)之間，所述每個支撐桿(2)上均設有沿支撐桿(2)延伸方向設置的第一彈簧(4)，所述第一彈簧(4)位于支架(I)及空心滾輪軸(12)之間。
3.如權利要求I或2所述的攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置，其特征在于所述空心滾輪軸(12)的兩端分別鉸接于所述兩支撐桿(2)上，所述空心滾輪軸(12)上設有位于所述左側軟管(19)及右側軟管(10)外側的擋塊(8)，所述空心滾輪軸(12)上套設有第二彈簧(7)，且該第二彈簧(7)位于所述擋塊(8)及支撐桿(2)之間。
4.如權利要求2所述的攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置，其特征在于所述支撐桿(2)靠近空心滾輪軸(12)的一端凸設有凸臺(22)，所述第一彈簧(4)抵靠于凸臺(22)上。
5.如權利要求I所述的攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置，其特征在于所述空腔(23)、滾輪端蓋(13)及空心滾輪軸(12)的相交處設有動密封圈(16)。
6.如權利要求I所述的攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置，其特征在于所述空心滾輪軸(12)的兩端分別設有U形開口(28)，而所述支撐桿(2)的末端設有U形槽(29)及穿過所述支撐桿(2)及U形槽(29)的銷釘(24);所述U形開口(28)收容于該U形槽(29)中且所述銷釘(24)穿過該U形開口(28)。
7.如權利要求6所述的攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置，其特征在于所述U形開口(28)的末端設有開口銷(6)，該開口銷(6)位于所述U形槽(29)的外側。
8.如權利要求I所述的攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置的冷卻方法，其特征在于在散熱器(9)內部、右側軟管(10)、空心滾輪軸(12)的左通道(26)、空心滾輪軸(12)的右通道(27)、空腔(30)、左側軟管(19)中充滿冷卻介質，在滾輪(14)滾動過程中，葉片(15)相對滾輪(14)旋轉，從而驅動冷卻介質通過左通道(26)，然后流經左側軟管(19)、散熱器(9)，然后再通過右側軟管(10)回到右通道(27)中，最后通過右通道(27)回到空腔(30)中，形成循環流動；當改變滾輪(14)的旋向,冷卻介質的流動方向也會相反。
9.如權利要求8所述的攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置的冷卻方法，其特征在于所述滾輪(14)位于所述兩支撐桿(2)之間，所述每個支撐桿(2)上均設有沿支撐桿(2)延伸方向設置的第一彈簧(4)，所述第一彈簧(4)位于支架(I)及空心滾輪軸(12)之間，當焊縫表面與滾輪(14)只有部分接觸時，在下壓力的作用下，首先接觸焊縫表面的一側的第一彈簧(4)一端受到壓縮，而另一側的第一彈簧(4)壓縮量則較少，自動使空心滾輪軸(14)發生傾斜，從而使滾輪(14)與焊縫正面達到最大程度的接觸。
10.如權利要求8或9所述的攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置的冷卻方法，其特征在于滾輪架支架(I)上有四個安裝孔(20);使用螺栓穿過安裝孔即可將滾輪架支架(I)固定在攪拌摩擦焊機的 機頭上。
全文摘要
本發明公開一種攪拌摩擦焊縫干式冷卻裝置，冷卻介質通過在滾輪外部的左側軟管、右側軟管和散熱器進行閉式循環流動，從而使焊縫冷卻過程持續進行，該裝置可以實現冷卻介質與焊縫不直接接觸的干式冷卻，在利用冷卻介質提高焊縫冷卻速度的同時能夠使冷卻介質位于封閉的循環通路中，避免了冷卻介質對現場的污染，并且無需在焊接作業之后打掃并回收冷卻介質。
文檔編號B23K20/26GK102615419SQ201210099428
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月6日 優先權日2012年4月6日
發明者盧阿麗, 張郡郡, 蘆笙, 陳書錦 申請人:江蘇科技大學