本发明涉及搅拌摩擦焊接，具体为一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置及其工作方法。
背景技术：
1、静轴肩搅拌摩擦增材制造技术是一种特殊的搅拌摩擦增材制造技术，其在焊接与增材时轴肩不旋转只有搅拌针旋转，它是利用高速旋转的搅拌针插入待焊工件中，通过搅拌针的搅拌使待焊工件受热发生塑性变形，并在静轴肩的挤压作用下形成固相连接。
2、现有方案中，搅拌针一般设计成固定式结构，即搅拌针的倾斜角度不能改变，固定角度的搅拌针无法充分搅拌焊缝根部的材料，导致材料未焊透，存在裂纹、孔洞等焊接缺陷。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供了一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置及其工作方法，以解决上述背景技术中提到的搅拌针的倾斜角度不能改变，固定角度的搅拌针无法充分搅拌焊缝根部材料的问题。
2、本发明解决的问题是：
3、现有固定角度的搅拌针无法充分搅拌焊缝根部的材料，导致材料未焊透，存在裂纹、孔洞等焊接缺陷。
4、本发明可以通过以下技术方案实现：
5、一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置，包括基座，所述基座的上方安装有横架，所述横架的侧壁面上滑动安装有驱动室，所述驱动室的内部升降安装有传动板，且驱动室的内腔底面中部设有活动槽，所述活动槽的内壁面上转动安装有转动座，所述转动座的上表面设置有连接座，所述传动板的下表面固定设置有两个顶板，所述两个顶板之间活动安装有连接横板，所述连接横板的下表面转动安装有由驱动电机驱动的夹紧座，所述夹紧座的内部卡接有搅拌针，所述驱动室的内壁面底部通过支架安装有伺服电机，所述伺服电机的驱动轴外部固接有偏心转轮，所述偏心转轮的外侧面滑动连接有连接杆，所述连接杆的端部与连接座的外表面连接。
6、本发明的进一步技术改进在于：所述偏心转轮的内部设置有驱动部，驱动部远离偏心转轮的中心位置。
7、本发明的进一步技术改进在于：所述驱动室的两侧内壁面均安装有两个侧边板，同侧的两个侧边板之间安装有由伺服电机驱动的驱动螺杆，所述驱动螺杆上的螺纹螺距小，且驱动螺杆与传动板螺纹连接，远离伺服电机一侧的两个侧边板之间固定有固定滑杆，所述固定滑杆与传动板滑动设置。
8、本发明的进一步技术改进在于：所述偏心转轮的外壁面上设有t形结构的滑槽，所述滑槽的内部滑动安装有轴块，所述轴块的端部与连接杆固定。
9、本发明的进一步技术改进在于：两个所述顶板平行设置，且每个顶板的表面均设有弧形槽，所述弧形槽与转动轴设置为同一圆心，所述连接横板的两侧面中部均固定有限位柱，所述限位柱沿着弧形槽滑动。
10、本发明的进一步技术改进在于：所述搅拌针的端部滑动穿过转动座的内腔中部并延伸至驱动室的底部，所述转动座与活动槽的连接处安装有转动轴。
11、本发明的进一步技术改进在于：所述基座的顶面设置有焊接台，所述焊接台的上表面设置有若干个焊道，相邻两个工件的贴合端位于其中一个焊道的中心位置。
12、一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置的工作方法，该工作方法包括以下步骤：
13、步骤一、将两个工件放入到焊接台上，端部贴合后并进行固定，由驱动室在横架上滑动，对工件的贴合端搅拌摩擦焊接；
14、步骤二、焊接时，由伺服电机带动驱动部使得偏心转轮旋转，由偏心转轮拉动连接杆和连接座，使得转动座在活动槽中往复摆动，改变搅拌针的焊接倾角，而连接横板侧面上的限位柱在弧形槽中往复滑动；
15、步骤三、偏心转轮转动的同时带动驱动螺杆转动，驱动螺杆上的螺纹与传动板螺纹配合，将传动板的高度下移，两个顶板之间的连接横板连同搅拌针下移一小段距离。
16、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
17、1、工作时，驱动室内的传动板向下移动一小段距离，带动着夹紧座内的搅拌针一同向下，搅拌针与工件的贴合端接触，适应搅拌针的摩擦损耗，并由驱动电机单独控制搅拌针的转动，由于连接杆的端部在偏心转轮的外部滑动，当偏心转轮在伺服电机的驱动下转动时，通过连接杆拉动连接座和转动座在活动槽往复摆动，进而改变搅拌针的焊接倾角，而连接横板在两个顶板之间限位滑动，增加往复摆动的稳定，通过往复摆动可转动的搅拌针均匀分布焊接过程中的热量和机械搅拌作用，从而改善焊缝的微观组织结构和性能，有助于减少焊接缺陷，增强材料在焊接过程中的塑性流动，使得焊缝中的材料更加紧密地结合在一起，提高焊缝的致密度，有助于提高焊缝的机械性能；在焊接较厚的材料时，通过搅拌针的往复摆动，加快材料的塑性流动和热量传递，从而缩短焊接时间，提高焊接效率；
18、2、由于搅拌针滑动穿过转动座的内腔中部，转动座在受到往复的推力下，联动带动搅拌针顶部的连接横板一同往复运动，连接横板侧面的限位柱沿着对应的弧形槽滑动，当搅拌针受到摆动时，连接横板上的限位柱沿着弧形槽的方向往复摆动，增加往复摆动的稳定。
1.一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置，包括基座(1)，所述基座(1)的上方安装有横架(4)，其特征在于：所述横架(4)的侧壁面上滑动安装有驱动室(5)，所述驱动室(5)的内部升降安装有传动板(12)，且驱动室(5)的内腔底面中部设有活动槽(14)，所述活动槽(14)的内壁面上转动安装有转动座(13)，所述转动座(13)的上表面设置有连接座(16)，所述传动板(12)的下表面固定设置有两个顶板(23)，所述两个顶板(23)之间活动安装有连接横板(8)，所述连接横板(8)的下表面转动安装有由驱动电机驱动的夹紧座(24)，所述夹紧座(24)的内部卡接有搅拌针(7)，所述驱动室(5)的内壁面底部通过支架安装有伺服电机(19)，所述伺服电机(19)的驱动轴外部固接有偏心转轮(20)，所述偏心转轮(20)的外侧面滑动连接有连接杆(17)，所述连接杆(17)的端部与连接座(16)的外表面连接。
2.根据权利要求1所述的一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述偏心转轮(20)的内部设置有驱动部，驱动部远离偏心转轮(20)的中心位置。
3.根据权利要求1所述的一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述驱动室(5)的两侧内壁面均安装有两个侧边板(18)，同侧的两个侧边板(18)之间安装有由伺服电机(19)驱动的驱动螺杆(10)，所述驱动螺杆(10)上的螺纹螺距小，且驱动螺杆(10)与传动板(12)螺纹连接，远离伺服电机(19)一侧的两个侧边板(18)之间固定有固定滑杆(11)，所述固定滑杆(11)与传动板(12)滑动设置。
4.根据权利要求1所述的一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述偏心转轮(20)的外壁面上设有t形结构的滑槽(22)，所述滑槽(22)的内部滑动安装有轴块(21)，所述轴块(21)的端部与连接杆(17)固定。
5.根据权利要求1所述的一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，两个所述顶板(23)平行设置，且每个顶板(23)的表面均设有弧形槽(26)，所述弧形槽(26)与转动轴(15)设置为同一圆心，所述连接横板(8)的两侧面中部均固定有限位柱(25)，所述限位柱(25)沿着弧形槽(26)滑动。
6.根据权利要求1所述的一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述搅拌针(7)的端部滑动穿过转动座(13)的内腔中部并延伸至驱动室(5)的底部，所述转动座(13)与活动槽(14)的连接处安装有转动轴(15)。
7.根据权利要求1所述的一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述基座(1)的顶面设置有焊接台(2)，所述焊接台(2)的上表面设置有若干个焊道(3)，相邻两个工件的贴合端位于其中一个焊道(3)的中心位置。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种角度可调节的静轴肩搅拌摩擦焊接装置的工作方法，其特征在于，该工作方法包括以下步骤：
