可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置制造方法
【專利摘要】一種可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置，其特征是它主要由焊接裝置和補(bǔ)料裝置組成，所述的焊接裝置和補(bǔ)料裝置均受控于控制器（12），所述的焊接裝置包括主軸（1）、上活動(dòng)軸肩（2）、下活動(dòng)軸肩（3）、上激振器（4）、下激振器（5）和雙軸肩攪拌針（6）；所述的補(bǔ)料裝置包括中頻電爐（8）、金屬導(dǎo)管（9）、加壓器（10）和支架（11）。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了激振環(huán)境下的雙軸肩焊接以及減少了焊縫區(qū)域的減薄效應(yīng)現(xiàn)象出現(xiàn)，這大大提高了板材攪拌摩擦焊接的焊縫質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種焊接技術(shù)，尤其是一種利用雙軸肩、能減小焊縫區(qū)域建波效應(yīng)及提高焊縫區(qū)域力學(xué)性能的摩擦焊技術(shù)，具體地說(shuō)是一種可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，攪拌摩擦焊接的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但目前市場(chǎng)上應(yīng)用較為廣泛的攪拌摩擦焊接設(shè)備仍然是單軸肩焊接設(shè)備，且攪拌頭部位相對(duì)固定，這嚴(yán)重影響了焊接區(qū)域的力學(xué)性能，大多數(shù)時(shí)候會(huì)造成焊接板材底部焊接未透，在一些重要應(yīng)用場(chǎng)合留下隱患，帶來(lái)了原始裂紋，最終造成了事故發(fā)生。隨著市場(chǎng)要求不斷提高，新的焊接方式即雙軸肩焊接也出現(xiàn)了，但直到目前為止其應(yīng)用還是較為緩慢。主要是處在實(shí)驗(yàn)階段，這其中主要原因還是微能處理好焊縫區(qū)域的金屬均勻分布問(wèn)題，最終造成焊縫區(qū)力學(xué)性能下降；另外焊縫減薄效應(yīng)一直是困擾焊縫質(zhì)量的一個(gè)重要因素?；谏鲜鲈?，設(shè)計(jì)一種可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)雙軸肩焊接，且因雙軸肩都裝有激振器容易使焊縫區(qū)域金屬在焊接過(guò)程中實(shí)現(xiàn)均勻化，同時(shí)在焊接時(shí)攪拌針前端因不斷注入熔化的母材金屬，這使得焊縫區(qū)域金屬充足，有利于減少焊縫區(qū)域的減薄，從而提高了焊接質(zhì)量是當(dāng)解決摩擦焊焊接性能的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的摩擦焊存在板材底部焊接未透、存在原始裂紋等問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置，以實(shí)現(xiàn)雙軸肩焊接，且因雙軸肩都裝有激振器容易使焊縫區(qū)域金屬在焊接過(guò)程中實(shí)現(xiàn)均勻化，同時(shí)在焊接時(shí)攪拌針前端因不斷注入熔化的母材金屬，這使得焊縫區(qū)域金屬充足，有利于減少焊縫區(qū)域的減薄，從而提高了焊接質(zhì)量。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0005]一種可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置，其特征是它主要由焊接裝置和補(bǔ)料裝置組成，所述的焊接裝置和補(bǔ)料裝置均受控于控制器12，所述的焊接裝置包括主軸1、上活動(dòng)軸肩2、下活動(dòng)軸肩3、上激振器4、下激振器5和雙軸肩攪拌針6，所述的攪拌針6—端通過(guò)螺紋固定在上活動(dòng)軸肩2上，另一端通過(guò)螺紋固定在下活動(dòng)軸肩3上，攪拌針6上的螺紋旋轉(zhuǎn)方向同其連接在上活動(dòng)軸肩2和下活動(dòng)軸肩3上的螺紋方向一致；上活動(dòng)軸肩2通過(guò)定位螺釘7固定在主軸I上，上激振器4安裝在上活動(dòng)軸肩2上并位于主軸I的內(nèi)孔中，下激振器5安裝在下活動(dòng)軸肩3的下部，上激振器4和下激振器5均與控制器12電氣連接，攪拌針6對(duì)工件進(jìn)行攪拌時(shí)，上活動(dòng)軸肩2和下活動(dòng)軸肩3同時(shí)施加壓力，同時(shí)上活動(dòng)軸肩2在上激振器4的作用下對(duì)焊接區(qū)金屬進(jìn)行激振擠壓，下活動(dòng)軸肩3在下激振器5的作用下對(duì)焊接區(qū)金屬進(jìn)行激振擠壓，最終保證焊縫區(qū)金屬均勻，提高焊縫質(zhì)量；所述的補(bǔ)料裝置包括中頻電爐8、金屬導(dǎo)管9、加壓器10和支架11，金屬導(dǎo)管9的出料端伸入焊接工件待焊焊縫中，金屬導(dǎo)管9的進(jìn)料端分別與中頻電爐8的出料端及加壓器10的出口端相連通，焊接時(shí)，通過(guò)中頻電爐電熔與母材相同的金屬，然后在加壓器10的加壓作用下通過(guò)金屬導(dǎo)管9將其送到攪拌針6的前端進(jìn)行擠壓焊接，以確保焊接區(qū)域有足夠的流動(dòng)金屬填充，這既可控制焊縫區(qū)域的減薄效應(yīng)，也可提高焊縫區(qū)域的力學(xué)性能；中頻電爐8和加壓器10固定在支架11上；所述的攪拌針6的前進(jìn)速度與金屬導(dǎo)管9的后退速度一致。
[0006]所述的主軸I上裝有第一傳感器14，支架11上裝有第二傳感器15，它們均受控制器12以保證攪拌針6的前進(jìn)速度與金屬導(dǎo)管9的后退速度一致，控制器與電腦13相連以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)視，確保攪拌針6焊接過(guò)程中不會(huì)碰到金屬導(dǎo)管9的前端。
[0007]焊接板材被焊接側(cè)制備成半圓形，兩塊板材焊接時(shí)組成一個(gè)整圓，且圓的直徑要小于攪拌針6最細(xì)處的直徑。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:
[0009]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了激振環(huán)境下的雙軸肩焊接以及減少了焊縫區(qū)域的減薄效應(yīng)現(xiàn)象出現(xiàn)，這大大提高了板材攪拌摩擦焊接的焊縫質(zhì)量，使得這一技術(shù)焊接的板材能夠在一些重要場(chǎng)合也可使用，擴(kuò)大了這一技術(shù)的應(yīng)用范圍。
[0010]本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛廣的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實(shí)用新型的被焊接板材的預(yù)加工效果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014]如圖1-2所示。
[0015]一種可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置，它主要由焊接裝置和補(bǔ)料裝置組成，所述的焊接裝置和補(bǔ)料裝置均受控于控制器12，所述的焊接裝置包括主軸1、上活動(dòng)軸肩2、下活動(dòng)軸肩3、上激振器4、下激振器5和雙軸肩攪拌針6，所述的攪拌針6 —端通過(guò)螺紋固定在上活動(dòng)軸肩2上，另一端通過(guò)螺紋固定在下活動(dòng)軸肩3上，攪拌針6上的螺紋旋轉(zhuǎn)方向同其連接在上活動(dòng)軸肩2和下活動(dòng)軸肩3上的螺紋方向一致；上活動(dòng)軸肩2通過(guò)定位螺釘7固定在主軸I上，上激振器4安裝在上活動(dòng)軸肩2上并位于主軸I的內(nèi)孔中，下激振器5安裝在下活動(dòng)軸肩3的下部，上激振器4 (可直接從市場(chǎng)采購(gòu))和下激振器5 (也可直接從市場(chǎng)采購(gòu))均與控制器12 (可采用現(xiàn)有技術(shù)自行設(shè)計(jì)制造)電氣連接，攪拌針6對(duì)工件進(jìn)行攪拌時(shí)，上活動(dòng)軸肩2和下活動(dòng)軸肩3同時(shí)施加壓力，同時(shí)上活動(dòng)軸肩2在上激振器4的作用下對(duì)焊接區(qū)金屬進(jìn)行激振擠壓，下活動(dòng)軸肩3在下激振器5的作用下對(duì)焊接區(qū)金屬進(jìn)行激振擠壓，最終保證焊縫區(qū)金屬均勻，提高焊縫質(zhì)量；所述的補(bǔ)料裝置包括中頻電爐8、金屬導(dǎo)管9、加壓器10和支架11，金屬導(dǎo)管9的出料端伸入焊接工件待焊焊縫中，金屬導(dǎo)管9的進(jìn)料端分別與中頻電爐8的出料端及加壓器10的出口端相連通，焊接時(shí)，通過(guò)中頻電爐電熔與母材相同的金屬，然后在加壓器10的加壓作用下通過(guò)金屬導(dǎo)管9將其送到攪拌針6的前端進(jìn)行擠壓焊接，以確保焊接區(qū)域有足夠的流動(dòng)金屬填充，這既可控制焊縫區(qū)域的減薄效應(yīng)，也可提高焊縫區(qū)域的力學(xué)性能；中頻電爐8和加壓器10固定在支架11上；所述的攪拌針6的前進(jìn)速度與金屬導(dǎo)管9的后退速度一致。所述的主軸I上裝有第一傳感器14，支架11上裝有第二傳感器15，它們均受控制器12以保證攪拌針6的前進(jìn)速度與金屬導(dǎo)管9的后退速度一致，控制器與電腦13相連以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)視，確保攪拌針6焊接過(guò)程中不會(huì)碰到金屬導(dǎo)管9的前端。如圖1扭不，焊接板材被焊接側(cè)制備成半圓形，兩塊板材焊接時(shí)組成一個(gè)整圓，且圓的直徑要小于攪拌針6最細(xì)處的直徑，如圖2所示。
[0016]詳述如下:
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型主要由主軸1、上活動(dòng)軸肩2、下活動(dòng)軸肩3、上激振器4、下激振器5、攪拌針6、定位螺釘7、中頻電爐8、金屬導(dǎo)管9、加壓器10、支架11、控制器12、電腦13、傳感器14和傳感器15組成。攪拌針6 —端通過(guò)螺紋固定在上活動(dòng)軸肩2上，另一端通過(guò)螺紋固定在下活動(dòng)軸肩3上，攪拌針6上的螺紋旋轉(zhuǎn)方向同其連接在上活動(dòng)軸肩2和下活動(dòng)軸肩3上的螺紋方向一致；上活動(dòng)軸肩2通過(guò)定位螺釘7固定在主軸I上，上活動(dòng)軸肩2上安裝有上激振器4，下活動(dòng)軸肩3上安裝有下激振器5，攪拌針6對(duì)工件進(jìn)行攪拌時(shí)，上活動(dòng)軸肩2和下活動(dòng)軸肩3要同時(shí)施加壓力，同時(shí)上活動(dòng)軸肩2在上激振器4的作用下對(duì)焊接區(qū)金屬進(jìn)行激振擠壓，下活動(dòng)軸肩3在下激振器5的作用下對(duì)焊接區(qū)金屬進(jìn)行激振擠壓，最終保證焊縫區(qū)金屬均勻，提高焊縫質(zhì)量。焊接板材被焊接側(cè)制備成半圓形，兩塊板材焊接時(shí)組成一個(gè)整圓，如圖2，且圓的直徑要小于攪拌針6最細(xì)處的直徑；在焊接工件前端的圓孔區(qū)域塞有金屬導(dǎo)管9，其末段有兩處岔口，一處與中頻電爐8相連，另一處與加壓器10相連，焊接時(shí)，通過(guò)中頻電爐電熔與母材相同的金屬，然后通過(guò)金屬導(dǎo)管9在加壓器10的加壓作用下將其送到攪拌針的前端進(jìn)行擠壓焊接，以確保焊接區(qū)域有足夠的流動(dòng)金屬填充，這既可控制焊縫區(qū)域的減薄效應(yīng)，也可提高焊縫區(qū)域的力學(xué)性能；中頻電爐8和加壓器10固定在支架11上，且支架11上裝有傳感器15，其與主軸I上裝有的傳感器14 一起受控制器12作用，控制攪拌針6前進(jìn)速度與金屬導(dǎo)管9后退速度一致，且這一過(guò)程通過(guò)電腦13在線監(jiān)視，確保攪拌針6焊接過(guò)程中不會(huì)碰到金屬導(dǎo)管9的前端。
[0018]本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置，其特征是它主要由焊接裝置和補(bǔ)料裝置組成，所述的焊接裝置和補(bǔ)料裝置均受控于控制器(12)，所述的焊接裝置包括主軸(I )、上活動(dòng)軸肩(2)、下活動(dòng)軸肩(3)、上激振器(4)、下激振器(5)和雙軸肩攪拌針(6)，所述的攪拌針(6) —端通過(guò)螺紋固定在上活動(dòng)軸肩(2)上，另一端通過(guò)螺紋固定在下活動(dòng)軸肩(3)上，上活動(dòng)軸肩(2)通過(guò)定位螺釘(7)固定在主軸(I)上，上激振器(4)安裝在上活動(dòng)軸肩(2)上并位于主軸(I)的內(nèi)孔中，下激振器(5)安裝在下活動(dòng)軸肩3的下部，上激振器(4)和下激振器(5 )均與控制器(12 )電氣連接，攪拌針(6 )對(duì)工件進(jìn)行攪拌時(shí)，上活動(dòng)軸肩(2 )和下活動(dòng)軸肩(3)同時(shí)施加壓力，同時(shí)上活動(dòng)軸肩(2)在上激振器(4)的作用下對(duì)焊接區(qū)金屬進(jìn)行激振擠壓，下活動(dòng)軸肩(3)在下激振器(5)的作用下對(duì)焊接區(qū)金屬進(jìn)行激振擠壓，最終保證焊縫區(qū)金屬均勻，提高焊縫質(zhì)量；所述的補(bǔ)料裝置包括中頻電爐(8)、金屬導(dǎo)管(9)、加壓器(10)和支架(11)，金屬導(dǎo)管(9)的出料端伸入焊接工件待焊焊縫中，金屬導(dǎo)管(9)的進(jìn)料端分別與中頻電爐(8)的出料端及加壓器(10)的出口端相連通，焊接時(shí)，通過(guò)中頻電爐電熔與母材相同的金屬，然后在加壓器(10 )的加壓作用下通過(guò)金屬導(dǎo)管(9 )將其送到攪拌針(6)的前端進(jìn)行擠壓焊接，以確保焊接區(qū)域有足夠的流動(dòng)金屬填充，這既可控制焊縫區(qū)域的減薄效應(yīng)，也可提高焊縫區(qū)域的力學(xué)性能；中頻電爐(8)和加壓器(10)固定在支架(11)上；所述的攪拌針(6)的前進(jìn)速度與金屬導(dǎo)管(9)的后退速度一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置，其特征是所述的主軸(I)上裝有第一傳感器(14)，支架(11)上裝有第二傳感器(15)，它們均受控制器(12)以保證攪拌針(6)的前進(jìn)速度與金屬導(dǎo)管(9)的后退速度一致，控制器與電腦(13)相連以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)視，確保攪拌針(6)焊接過(guò)程中不會(huì)碰到金屬導(dǎo)管(9)的前端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高攪拌摩擦焊縫性能的裝置，其特征是焊接板材被焊接側(cè)制備成半圓形，兩塊板材焊接時(shí)組成一個(gè)整圓，且圓的直徑要小于攪拌針(6)最細(xì)處的直徑。
【文檔編號(hào)】B23K20/26GK203557003SQ201320691623
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】汪洪峰, 汪建利, 宋娓娓 申請(qǐng)人:黃山學(xué)院