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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利搅拌摩擦焊接分区梯度冷却装置和梯度冷却方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119747841B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510037309.6，技术领域涉及：B23K20/26；该发明授权搅拌摩擦焊接分区梯度冷却装置和梯度冷却方法是由徐韦锋;卢鸿键;王彦斐;王欢;索赫;王启舟;王超设计研发完成，并于2025-01-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本搅拌摩擦焊接分区梯度冷却装置和梯度冷却方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种搅拌摩擦焊接分区梯度冷却装置，包括在焊机平台上的支撑槽内设置的冷却槽，垫条将冷却槽分割为位于待焊缝两侧的第一冷却槽和第二冷却槽，填装有冷却液的第一冷却槽和第二冷却槽用于搅拌头在两个焊接边之间搅拌摩擦焊接时，实现在沿待焊缝厚度方向上的梯度冷却和一对待焊板在长度方向上的梯度冷却；同时本发明还提供了所述冷却装置的冷却方法。本发明有效改善搅拌摩擦焊接过程中焊缝不同区域材料的不均匀热循环作用，能够完成高质量均匀搅拌摩擦焊接。

本发明授权搅拌摩擦焊接分区梯度冷却装置和梯度冷却方法在权利要求书中公布了：1.一种搅拌摩擦焊接分区梯度冷却装置，其特征在于，包括安装在焊机平台2上的支撑槽1，一对待焊板4固定在支撑槽1内，一对待焊板4的相对两个焊接边拼接形成待焊缝41； 在支撑槽1内设有冷却槽6，垫条3垫设在待焊缝41对应的冷却槽6内，用于和两个焊接边组合形成整体的搅拌摩擦焊接基体； 同时的，垫条3将冷却槽6分割为位于待焊缝41两侧的第一冷却槽61和第二冷却槽62，填装有冷却液的第一冷却槽61和第二冷却槽62用于搅拌头5在两个焊接边之间搅拌摩擦焊接时，实现在待焊缝41厚度方向上的梯度冷却和一对待焊板4在长度方向上的梯度冷却； 还包括分别与所述第一冷却槽61和第二冷却槽62的两端相联通的冷却液循环系统，冷却液循环系统用于动态调节靠近搅拌摩擦焊接起始位置端的冷却液加注流量，以及靠近焊接结束位置端冷却液流出流量，进而使流出的冷却液温度在30～60℃的范围内，进一步的保证在沿待焊缝41厚度方向上的梯度冷却和一对待焊板4长度方向上的梯度冷却； 还包括用于将一对待焊板4固定在支撑槽1内的夹紧工装，夹紧工装包括压紧块11和调整楔块13； 压紧块11，压紧块11成对设置在一对待焊板4两侧，压紧块11一端固定在所述的支撑槽1上，压紧块11的另一端设置在一对待焊板4上，压紧螺母12穿过压紧块11上的穿孔固定在支撑槽1底部，用于使压紧块11的端部压紧在一对待焊板4上； 调整楔块13，调整楔块13成对设置在一对待焊板4两侧，且调整楔块13的楔形接头卡设在压紧螺母12与一对待焊板4之间，楔形接头的倾斜面与压紧螺母12相配合接触，楔形接头的支撑面与一对待焊板4相配合接触，调整楔块13用于将所述一对待焊板4压紧，保证一对待焊板4与搅拌头5之间的对中性； 所述的冷却液循环系统包括用于存储冷却液的加注箱7和第一冷却槽61和第二冷却槽62与加注箱7之间的管路8，加注箱7通过泵71和管路8将冷却液加注至第一冷却槽61和第二冷却槽62中； 还包括流出管路9，第一冷却槽61和第二冷却槽62通过流出管路9连通有废液池10，废液池10收集所述由流出管路9流出的冷却液，用于使多余的冷却液通过流出管路9进入废液池10； 根据温度表101测得流出管路9中的冷却液温度，并通过加注箱7和泵71以及流出管路9动态调控冷却液的加注量和流出量； 还包括热电偶14与测温系统15，热电偶14一端电连接在一对待焊板4上，热电偶14的另一端与测温系统15电性连接，用于在不同冷却条件下，对待焊缝41厚度方向上的温度检测，即是测量沿待焊缝41厚度方向上的梯度冷却效果；同时，一对待焊板4长度方向上的热循环和不同区域的热耗散检测，即是测量沿一对待焊板4长度方向上的梯度冷却效果； 所述的热电偶14电性连接在一对待焊板4上设置的连接孔内，连接孔42为多个，是沿一对待焊板4的长度方向和待焊缝41厚度方向的待焊板上成对设置的多个连接孔，连接孔42的设置方向与待焊缝41相垂直，且沿一对待焊板4的长度方向上的两两连接孔42之间的距离为100~300mm，连接孔42在沿待焊缝41厚度方向上均匀设置； 还包括所述搅拌摩擦焊接分区梯度冷却装置实现的梯度冷却方法，包括以下步骤： 步骤1：机械打磨一对待焊板4，然后用无水乙醇清洗一对待焊板4上的热电偶测温用连接孔42和待焊缝41备用； 步骤2：安装热电偶14，并根据一对待焊板4的厚度选择搅拌头5和垫条3；将支撑槽1固定在焊机平台2上，同时，将一对待焊板4用压紧块11和调整楔块13固定在支撑槽1上；调整一对待焊板4水平和搅拌头5之间的对中性，并线性移动搅拌头5，确定搅拌摩擦焊接起始位置、结束位置，以及焊接长度； 步骤3：冷却液循环系统通过管路8将冷却液加注至冷却槽6中，待第一冷却槽61和第二冷却槽62内注满冷却液； 步骤3中所述冷却液向第一冷却槽61和第二冷却槽62内注满后溢出，直至浸没一对待焊板4上表面，多余的冷却液通过流出管路9进入废液池10； 步骤4：搅拌头5以旋转速度200~1000rpm、焊接速度60~200mmmin，焊接倾角1.5°~3.5°进行搅拌摩擦焊接； 其中，搅拌头5扎入阶段以进给速度为1~10mmmin的渐进式进给扎入，搅拌头5接触一对待焊板4的相对两个焊接边即扎入完成，然后保持1~40s后进行搅拌摩擦焊接，使两个焊接边上未塑性软化金属材料与搅拌头5组成挤压模内塑性软化金属稳定的流动； 搅拌摩擦焊接时，依据一对待焊板4表面的飞边和成形形貌，并调整搅拌头5的下压量为0.02~0.5mm； 步骤5：焊接完成后，待热电偶14的测试温度降到100℃以下时，关闭测温系统15，拆卸焊接完成的焊板； 同时的，在步骤5之前还包括通过测温系统15采集不同位置热电偶14连接点的温度曲线，用于研究待焊缝41两侧的第一冷却槽61和第二冷却槽62对应待焊板长度和厚度方向的梯度冷却中的热耗散调控； 其中热耗散是指待焊缝41与空气的对流换热、与冷态的垫条3之间的热传导散热、待焊缝41底部焊接区与冷却槽6内冷却液之间的热传导散热、以及待焊板4上表面和搅拌头5与第一冷却槽61和第二冷却槽62内注满后溢出，直至浸没一对待焊板4上表面冷却液之间的热传导散热状态。

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