1.本实用新型属于搅拌摩擦焊技术领域，尤其涉及一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩。
背景技术：2.搅拌摩擦焊(friction stir welding，fsw)是一种固相焊接技术，焊接的工具称为搅拌头，搅拌头一般有轴肩及搅拌针两个关键部分，焊接时需搅拌针扎入待焊试板，轴肩紧压或进入试板表面并高速旋转向前运动，此时搅拌头与待焊试板产生剧烈摩擦产热，进而完成材料的固相焊接。静止轴肩搅拌摩擦焊是将一般搅拌头上的轴肩及搅拌针两个结构单独拆开，焊接时，轴肩不转动，是静止的，只有中间的搅拌针再转动，这可以很好的控制焊接热输入。静止轴肩搅拌摩擦焊，轴肩虽不转动，但也是紧贴待焊试板表面的，在静止轴肩搅拌摩擦焊的3d焊接中，当焊接小角度的内凹的圆弧形焊缝时，易出现因轴肩半径过大，而无法使焊具在正确的位置上完成焊接。
3.静止轴肩搅拌摩擦焊焊接三维结构件时，在竖直平面内，具有高低差的转角处，常常因静止轴肩本身的半径限制，无法在这些位置保持较好的焊接倾角，焊接倾角对搅拌摩擦焊工艺至关重要，直接影响到焊接工艺的稳定性，现有的方式为通过液压调控等方式，将轴肩分成多个单元，单元上方总体压力可调，当某单元受压过大时，其将自动退回，进而实现焊接过程中的浮动式静止轴肩，但是这样的方式过于复杂，加工制造时存在难点，不利于实际使用。
技术实现要素：4.为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种通过联用多个氮气弹簧实现实时调整静置轴肩的浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，
5.为实现上述目的，本实用新型提出了一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，其特征在于，包括刀柄，所述刀柄外套合有轴套，所述轴套内垂直设置有若干氮气弹簧，所述氮气弹簧一端螺纹连接所述轴套内的顶部，另一端抵设在转接块上，所述转接块为两块结构相同的半圆形组合而成，所述转接块的圆心位置开设有与所述刀柄相适配的圆孔，所述转接块远离所述氮气弹簧的一侧连接轴肩，所述轴肩为两块结构相同的圆锥体组合而成，两所述轴肩分别与两所述转接块固定连接，所述轴套底部与锁紧螺母螺纹连接，通过所述锁紧螺母将所述转接块和所述轴肩连接到所述轴套上，通过多个所述氮气弹簧实现对单个轴肩运动单元的控制，进而在焊接时实时调整静止轴肩的下压量，其中氮气弹簧可通过外接气路控制其弹力，外接气路可安装在轴套上。
6.在一个示例中，所述刀柄内装配有静止轴肩搅拌针，所述静止轴肩搅拌针通过顶丝螺纹孔中安装顶丝顶住夹持平台安装在所述刀柄上。
7.在一个示例中，所述转接块位于所述轴套朝向所述静止轴肩搅拌针一侧的开口，所述转接块朝向所述氮气弹簧的一侧开设有浅盲孔，所述氮气弹簧朝向所述转接块的一侧
设置有顶出部，所述氮气弹簧通过所述顶出部卡嵌在所述浅盲孔内，所述转接块远离所述氮气弹簧的一侧开设有第一螺纹孔，所述转接块通过所述第一螺纹孔内穿设螺栓连接所述轴肩。
8.在一个示例中，所述氮气弹簧朝向所述轴套内顶部的一侧开设有第二螺纹孔，所述轴套内顶部对应所述氮气弹簧的部位开设有与所述第二螺纹孔相适配的轴套孔，所述氮气弹簧通过螺栓穿设在所述第二螺纹孔和所述轴套孔内连接所述轴套。
9.在一个示例中，所述轴套朝向所述静止轴肩搅拌针一侧的开口外沿设置有内螺纹，所述轴套远离所述转接块的一侧沿所述轴套的周向均匀分布有用于连接主轴壳体的装配孔。
10.在一个示例中，所述锁紧螺母靠近所述轴套一侧的开口内设置有外螺纹。
11.在一个示例中，沿所述锁紧螺母远离所述轴套的一侧外缘均匀开设有内凹槽。
12.在一个示例中，所述轴肩靠近转接块的一侧沿所述轴肩的周向均匀分布用于连接所述转接块的装配孔。
13.通过本实用新型提出的一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩能够带来如下有益效果：
14.1.能够较为轻松的进行制造，制造成本不高，能够广泛运用于搅拌头中；
15.2.解决静止轴肩3d搅拌摩擦焊焊接小角度的内凹的圆弧形焊缝时出现的轴肩压深过大问题；
16.3.能够实现对单个运动单元的独立控制，进而达到自由控制氮气弹簧的弹力大小，适配不同场合以及不同要求的焊接现场。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1为本实用新型的一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩的剖视图。
19.图2为本实用新型的刀柄的结构示意图。
20.图3为本实用新型的氮气弹簧的结构示意图。
21.图4为本实用新型的轴套背面的结构示意图。
22.图5为本实用新型的轴套正面的结构示意图。
23.图6为本实用新型的转接块正面的结构示意图。
24.图7为本实用新型的转接块背面的结构示意图。
25.图8为本实用新型的锁紧螺母的结构示意图。
26.图9为本实用新型的轴肩的结构示意图。
27.图10为本实用新型的静止轴肩搅拌针的结构示意图。
具体实施方式
28.为了更清楚的阐释本实用新型的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个方案”、“一些方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个方案或示例中以合适的方式结合。
33.如图1～图10所示，本实用新型的实施例提出了一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，其包括刀柄1，刀柄1外套合有轴套2，轴套2内垂直设置有若干氮气弹簧3，氮气弹簧3一端螺纹连接轴套2内的顶部，另一端抵设在转接块4 上，转接块4为两块结构相同的半圆形组合而成，转接块4的圆心位置开设有与刀柄1相适配的圆孔，转接块4远离氮气弹簧3的一侧连接轴肩5，轴肩5 为两块结构相同的圆锥体组合而成，两轴肩5分别与两转接块4固定连接，轴套2底部与锁紧螺母6螺纹连接，通过锁紧螺母6将转接块4和轴肩5连接到轴套2上，通过多个氮气弹簧3实现对单个轴肩5运动单元的控制，进而在焊接时实时调整轴肩5的下压量，其中氮气弹簧3可通过外接气路控制其弹力，外接气路可安装在轴套2上。
34.具体地，刀柄1内装配有静止轴肩搅拌针7，静止轴肩搅拌针7通过顶丝螺纹孔11中安装顶丝顶住夹持平台71安装在刀柄1上。
35.具体地，转接块4位于轴套2朝向静止轴肩搅拌针7一侧的开口，转接块 4朝向氮气弹簧3的一侧开设有浅盲孔41，氮气弹簧3朝向转接块4的一侧设置有顶出部31，氮气弹簧3通过顶出部31卡嵌在浅盲孔41内，转接块4远离氮气弹簧3的一侧开设有第一螺纹孔42，转接块4通过第一螺纹孔42内穿设螺栓连接轴肩5。
36.具体地，氮气弹簧3朝向轴套2内顶部的一侧开设有第二螺纹孔32，轴套 2内顶部对应氮气弹簧3的部位开设有与第二螺纹孔32相适配的轴套孔21，氮气弹簧3通过螺栓穿设在第二螺纹孔32和轴套孔21内连接轴套2。
37.具体地，轴套2朝向静止轴肩搅拌针7一侧的开口外沿设置有内螺纹22，轴套2远离转接块4的一侧沿轴套2的周向均匀分布有用于连接主轴壳体的装配孔。
38.具体地，锁紧螺母6靠近轴套2一侧的开口内设置有外螺纹61。
39.具体地，沿锁紧螺母6远离轴套2的一侧外缘均匀开设有内凹槽62。
40.具体地，轴肩5靠近转接块4的一侧沿轴肩5的周向均匀分布用于连接转接块4的装配孔51。
41.工作原理：首先，将刀柄通过主轴拉刀后连接在主轴上，静止轴肩搅拌针通过顶丝螺纹孔中安装顶丝顶住夹持平台安装在刀柄上；然后，将氮气弹簧的通过第二螺纹孔分别安装在轴套孔处，再将氮气弹簧与轴套整体用过孔及螺栓安装在主轴壳体上；紧接着，将轴肩通过螺栓与转接块相连，将转接块面的浅盲孔，对准卡住对应的氮气弹簧的顶出部；最后，使用锁紧螺母将轴肩及转接块连接到轴套上，并施加一定的预加载荷。其中的轴肩被分为两个可以独立上下控制的单元，当下方压力过大时，可以将轴肩抬起，不至于在焊接小角度内凹的曲面时轴肩压入过深；同时还可以对每一个氮气弹簧，设定一组单独的气路，气路可通过静止的轴套进行排线，用以进一步提高对弹力大小的控制。
42.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
43.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
技术特征：1.一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，其特征在于，包括刀柄，所述刀柄外套合有轴套，所述轴套内垂直设置有若干氮气弹簧，所述氮气弹簧一端螺纹连接所述轴套内的顶部，另一端抵设在转接块上，所述转接块为两块结构相同的半圆形组合而成，所述转接块的圆心位置开设有与所述刀柄相适配的圆孔，所述转接块远离所述氮气弹簧的一侧连接轴肩，所述轴肩为两块结构相同的圆锥体组合而成，两所述轴肩分别与两所述转接块固定连接，所述轴套底部与锁紧螺母螺纹连接，通过所述锁紧螺母将所述转接块和所述轴肩连接到所述轴套上。2.根据权利要求1所述的一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，其特征在于，所述刀柄内装配有静止轴肩搅拌针，所述静止轴肩搅拌针通过顶丝螺纹孔中安装顶丝顶住夹持平台安装在所述刀柄上。3.根据权利要求1所述的一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，其特征在于，所述转接块位于所述轴套朝向所述静止轴肩搅拌针一侧的开口，所述转接块朝向所述氮气弹簧的一侧开设有浅盲孔，所述氮气弹簧朝向所述转接块的一侧设置有顶出部，所述氮气弹簧通过所述顶出部卡嵌在所述浅盲孔内，所述转接块远离所述氮气弹簧的一侧开设有第一螺纹孔，所述转接块通过所述第一螺纹孔内穿设螺栓连接所述轴肩。4.根据权利要求1所述的一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，其特征在于，所述氮气弹簧朝向所述轴套内顶部的一侧开设有第二螺纹孔，所述轴套内顶部对应所述氮气弹簧的部位开设有与所述第二螺纹孔相适配的轴套孔，所述氮气弹簧通过螺栓穿设在所述第二螺纹孔和所述轴套孔内连接所述轴套。5.根据权利要求1所述的一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，其特征在于，所述轴套朝向所述静止轴肩搅拌针的一侧开口外沿设置有内螺纹，所述轴套远离所述转接块的一侧沿所述轴套的周向均匀分布有用于连接主轴壳体的装配孔。6.根据权利要求1所述的一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，其特征在于，所述锁紧螺母靠近所述轴套一侧开口内设置有外螺纹。7.根据权利要求1所述的一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，其特征在于，沿所述锁紧螺母远离所述轴套的一侧外缘均匀开设有内凹槽。8.根据权利要求1所述的一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，其特征在于，所述轴肩靠近转接块的一侧沿所述轴肩的周向均匀分布用于连接所述转接块的装配孔。
技术总结本实用新型涉及一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，包括刀柄，刀柄外套合有轴套，轴套内垂直设置有若干氮气弹簧，氮气弹簧一端螺纹连接轴套内的顶部，另一端抵设在转接块上，转接块远离氮气弹簧的一侧连接轴肩，两轴肩分别与两转接块固定连接，轴套底部与锁紧螺母螺纹连接，通过锁紧螺母将转接块和轴肩连接到轴套上，通过多个氮气弹簧实现对单个轴肩运动单元的控制，进而在焊接时实时调整静止轴肩的下压量，本实用新型一种浮动式搅拌摩擦焊静止轴肩，解决静止轴肩3D搅拌摩擦焊焊接小角度的内凹的圆弧形焊缝时出现的轴肩压深过大问题；能够实现对单个运动单元的独立控制，进而达到自由控制氮气弹簧的弹力大小，适配不同场合以及不同要求的焊接现场。不同要求的焊接现场。不同要求的焊接现场。
技术研发人员：朱涵文 梁新宇 张博广
受保护的技术使用者：昆山微可诺新能源有限公司
技术研发日：2022.05.26
技术公布日：2022/12/16
