一种搅拌摩擦焊缝冷却系统的制作方法

1.本实用新型涉及搅拌摩擦焊缝冷却技术领域，具体为一种搅拌摩擦焊缝冷却系统。


背景技术：

2.摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热,使端部达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的一种方法，搅拌摩擦焊接头的热影响区的晶粒会在高温条件下长大，从而降低材料的强度。在焊接产热速率不变的条件下，可以人工使已成形的接头快速降温，缩短热影响区处于高温的时间以抑制晶粒的生长，从而减小对材料强度的破坏。目前搅拌摩擦焊常见的冷却方式有2种：
3.1、水(冷却液)下焊接——将搅拌头与工件浸泡在冷却液(一般是水)中进行焊接。这种冷却方式要求具有大于工件尺寸的水池，增加了焊接设备防锈蚀的成本，焊接过程中产生的热蒸汽对操作人员具有一定的危险性，且无法精准地冷却搅拌头后方已成形的接头。
4.2、使用氮气/液氮喷淋冷却——焊接过程中向搅拌头后方喷淋低温氮气或液氮。这种冷却方式要求具有大于工件尺寸的密封加工空间，否则也会危及人员安全，而且这种冷却方式同样难以精准地控制冷却范围。
5.为了解决上述问题，本实用新型发明人设计了本方案。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种搅拌摩擦焊缝冷却系统，旨在改善现有的焊缝冷却方式规格较大成本高，且存在危险的问题。
7.本实用新型的技术方案是：一种搅拌摩擦焊缝冷却系统，包括搅拌头和位于搅拌头侧边的用于冷却工件焊接位置的冷却装置，冷却装置包括伸缩机构、位于伸缩机构下端的支架和活动安装在支架上的冷却辊，冷却辊包括与工件直接接触的壳体和位于壳体内的输送机构，壳体和输送机构组成的空间内储存有冷却液，且输送机构通过泵机与冷却液箱连接。
8.采用上述技术方案，冷却装置的设置便于通过其工作对冷却工件焊接位置进行冷却，避免热影响区的晶粒会在高温条件下长大导致材料强度降低，提高工件的强度，伸缩机构的设置便于通过其工作使冷却辊接触工件，支架的设置便于冷却辊的活动安装提供支撑，且便于在伸缩机构的工作迫使支架具有向下移动的趋势，冷却辊的设置便于与工件接触实现热量的传递，进而实现对工件焊接位置的降温。
9.进一步的，壳体内设置有多个连板，输送机构包括中心管和安装在中心管两端的两个密封板，两个密封板密封安装在壳体的两端，连板与中心管连接。
10.采用上述技术方案，壳体、中心管和密封板的设置便于配合为冷却液的储存提供空间，通过冷却液的作用使壳体温度降低，为壳体实现工件的降温提供便利。
11.进一步的，一个密封板远离中心管的一侧固定连接有进液管，进液管与中心管相通，中心管的侧壁开设有多个通孔，进液管通过管道和第一泵机与冷却液箱连接。
12.采用上述技术方案，进液管与中心管相通的设置便于在第一泵机的作用下使冷却液从冷却液箱输送至中心管，且冷却液从通孔输出并堆积在壳体内，以便冷却液吸收热量。
13.进一步的，另一密封板远离中心管的一侧中部固定连接有输出管且边缘设置有多个吸收管，吸收管的一端密封贯穿密封板且另一端与输出管连接，输出管通过管道与第二泵机、制冷机和冷却液箱连接。
14.采用上述技术方案，输出管和吸收管的设置便于与第二泵机配合工作抽取壳体内温度升高的冷却液和汽化的冷却液，并通过制冷机使汽化的冷却液液化流通至冷却箱。
15.进一步的，支架设置为匚型结构，进液管和输出管通过轴承连接穿过支架。
16.进一步的，搅拌头上固定连接有支撑板，支撑板的侧壁开设有螺纹孔。
17.采用上述技术方案，支撑板的设置便于为冷却装置的安装支撑，进而使冷却装置稳定放置在搅拌头移动方向的后侧实施对焊接位置进行冷却，螺纹孔的设置便于使伸缩机构的上端稳定安装在支撑板上。
18.进一步的，伸缩机构包括液压气缸，液压气缸的上端侧壁设置有螺纹且螺纹插入螺纹孔内，液压气缸的下端与支架连接。
19.采用上述技术方案，液压气缸的设置便于通过其工作控制支架的下降，并使壳体接触工件。
20.进一步的，伸缩机构包括支撑筒和升降杆，支撑筒外侧壁上端设置有螺纹结构并螺纹螺纹插入螺纹孔内，支撑筒的侧壁沿其高度方向对称开设有两个滑孔，升降杆侧壁上端开设有螺纹穿孔且螺纹穿孔的位置螺纹贯穿设置有限位螺栓，升降杆的上端设置有弹簧，升降杆的上端插入支撑筒内，限位螺栓贯穿滑孔，弹簧两端分别抵压升降杆和支撑筒。
21.采用上述技术方案，支撑筒的设置便于为升降杆上端的插入和移动提供空间，且支撑筒和升降杆配合为冷却辊的安装和工作提供支撑，弹簧的设置便于通过其工作迫使升降杆具有远离支撑筒的趋势，为壳体接触工件提供便利。
22.本实用新型的有益技术效果是：
23.1、冷却装置的设置便于通过其工作对冷却工件焊接位置进行冷却，避免热影响区的晶粒会在高温条件下长大导致材料强度降低，提高工件的强度，同时改变现有的冷却设备规格较大且存在危险的现状；
24.2、冷却辊的设置便于与工件接触实现热量的传递，进而实现对工件焊接位置的降温；
25.3、壳体、中心管和密封板的设置便于配合为冷却液的储存提供空间，通过冷却液的作用使壳体温度降低，为壳体实现工件的降温提供便利。
26.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
27.图1为本实用新型的整体结构示意图；
28.图2是本实用新型的搅拌头结构示意图；
29.图3是本实用新型的伸缩机构结构示意图；
30.图4是本实用新型的支撑筒结构示意图；
31.图5是本实用新型的升降杆结构示意图；
32.图6是本实用新型的冷却辊结构示意图；
33.图7是本实用新型的壳体结构示意图；
34.图8是本实用新型的输送机构结构示意图；
35.图9是本实用新型的流程图；
36.附图标记为：
37.1、搅拌头；11、支撑板；12、螺纹孔；2、伸缩机构；21、支撑筒；211、滑孔；212、螺纹结构；22、升降杆；221、螺纹穿孔；222、弹簧；223、限位螺栓；3、支架；4、冷却辊；41、壳体；411、连板；42、输送机构；421、中心管；422、通孔；423、密封板；424、进液管；425、吸收管；426、输出管。
具体实施方式
38.为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
39.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于实施例记载的以及附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
41.实施例1：
42.如图1和图2所示，本实用新型具体涉及一种搅拌摩擦焊缝冷却系统，包括搅拌头1，搅拌头1上固定连接有支撑板11，支撑板11的侧壁开设有螺纹孔12。
43.参照图1所示：还包括位于搅拌头1侧边的冷却装置，冷却装置包括伸缩机构2、位于伸缩机构2下端的支架3和活动安装在支架3上的冷却辊4。
44.参照图6、图7、图8和图9所示：冷却辊4包括壳体41和位于壳体41内的输送机构42，壳体41内设置有多个连板411，输送机构42包括中心管421和安装在中心管421两端的两个密封板423，两个密封板423密封安装在壳体41的两端，连板411与中心管421连接，一个密封板423远离中心管421的一侧固定连接有进液管424，进液管424与中心管421相通，中心管421的侧壁开设有多个通孔422，进液管424通过管道和第一泵机与冷却液箱连接，另一密封板423远离中心管421的一侧中部固定连接有输出管426且边缘设置有多个吸收管425，吸收管425的一端密封贯穿密封板423且另一端与输出管426连接，输出管426通过管道与第二泵机、制冷机和冷却液箱连接。
45.参照图1所示：支架3设置为匚型结构，进液管424和输出管426通过轴承连接穿过支架3。
46.参照图1所示：伸缩机构2包括液压气缸，液压气缸的上端侧壁设置有螺纹且螺纹插入螺纹孔12内，液压气缸的下端与支架3连接。
47.支撑板11的设置便于为冷却装置的安装支撑，进而使冷却装置稳定放置在搅拌头1移动方向的后侧实施对焊接位置进行冷却，螺纹孔12的设置便于使伸缩机构2的上端稳定安装在支撑板11上。
48.冷却装置的设置便于通过其工作对冷却工件焊接位置进行冷却，避免热影响区的晶粒会在高温条件下长大导致材料强度降低，提高工件的强度，伸缩机构2的设置便于通过其工作使冷却辊4接触工件，支架3的设置便于冷却辊4的活动安装提供支撑，且便于在伸缩机构2的工作迫使支架3具有向下移动的趋势，冷却辊4的设置便于与工件接触实现热量的传递，进而实现对工件焊接位置的降温。
49.壳体41、中心管421和密封板423的设置便于配合为冷却液的储存提供空间，通过冷却液的作用使壳体41温度降低，为壳体41实现工件的降温提供便利，进液管424与中心管421相通的设置便于在第一泵机的作用下使冷却液从冷却液箱输送至中心管421，且冷却液从通孔422输出并堆积在壳体41内，以便冷却液吸收热量，输出管426和吸收管425的设置便于与第二泵机配合工作抽取壳体41内温度升高的冷却液和汽化的冷却液，并通过制冷机使汽化的冷却液液化流通至冷却箱。
50.液压气缸的设置便于通过其工作控制支架3的下降，并使壳体41接触工件。
51.首先将冷却辊4通过伸缩机构2安装在搅拌头1的侧边，且将冷却辊4的进液管424和输出管426分别与第一泵机和第二泵机连，同时与冷却液箱连接，工作时，由控制系统控制本实用新型工作，通过第一泵机和第二泵机控制冷却液循环流通，在伸缩机构2的作用下使壳体41接触工件，搅拌头1焊接后，通过壳体41冷却焊接位置。
52.实施例2：
53.参照图3、图4和图5所示：本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和实施例1相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例1中相应内容。
54.伸缩机构2包括支撑筒21和升降杆22，支撑筒21外侧壁上端设置有螺纹结构212并螺纹螺纹插入螺纹孔12内，支撑筒21的侧壁沿其高度方向对称开设有两个滑孔211，升降杆22侧壁上端开设有螺纹穿孔221且螺纹穿孔221的位置螺纹贯穿设置有限位螺栓223，升降杆22的上端设置有弹簧222，升降杆22的上端插入支撑筒21内，限位螺栓223贯穿滑孔211，弹簧222两端分别抵压升降杆22和支撑筒21。
55.支撑筒21的设置便于为升降杆22上端的插入和移动提供空间，且支撑筒21和升降杆22配合为冷却辊4的安装和工作提供支撑，弹簧222的设置便于通过其工作迫使升降杆22具有远离支撑筒21的趋势，为壳体41接触工件提供便利。
56.以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不
使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。