1mm及以下厚度鋁合金板材攪拌摩擦連接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械連接技術(shù)，尤其是一種摩擦焊接技術(shù)，具體地說(shuō)是一種適合Imm及以下厚度的鋁合金板材攪拌摩擦連接用的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于攪拌摩擦連接技術(shù)來(lái)說(shuō)，連接較厚或較薄的板材是一件不易之事。特別是Imm及以下板材的攪拌摩擦連接更是不易，其不易之處主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)部分:一是連接區(qū)寬度不易太大，太大連接區(qū)力學(xué)性能下降，一般控制在2mm以下，另一個(gè)問(wèn)題是不易減薄太多，也不能連接不透底部，這些對(duì)Imm薄板來(lái)說(shuō)直接關(guān)系到其使用性能。目前國(guó)內(nèi)外還未出現(xiàn)這種攪拌摩擦連接設(shè)備，市場(chǎng)上有Imm板材攪拌摩擦連接，但連接區(qū)寬度一般均在1mm以上，這無(wú)疑不能夠提供較好的連接區(qū)力學(xué)性能。因此，本發(fā)明基于上述原因，開(kāi)發(fā)出一款適合Imm招合金板材攪拌摩擦連接設(shè)備，其能很好的控制連接區(qū)的連接寬度在2_，且板材均被連接透徹，力學(xué)性能得到很大提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的鋁合金薄板(< I mm)焊接焊連接是存在的連接區(qū)寬度大(不小于1mm)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種Imm及以下厚度鋁合金板材攪拌摩擦連接裝置，它能保證連接區(qū)寬度控制在2_以下，板材底部連接透徹。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種Imm及以下厚度鋁合金板材攪拌摩擦連接裝置，其特征是它包括底座1、支柱2、橫梁3、導(dǎo)軌4、主軸箱5、攪拌頭夾持部位6、帶傳感器的水平儀7、加熱裝置8、可調(diào)節(jié)施壓裝置9、控制箱10、主線11、導(dǎo)軌連接導(dǎo)線12、主軸箱連接導(dǎo)線13、施壓裝置連接導(dǎo)線14、加熱裝置連接導(dǎo)線15、水平儀連接導(dǎo)線16和攪拌頭17組成，其中支柱2兩個(gè)；可調(diào)節(jié)施壓裝置9視工件尺寸定其個(gè)數(shù)，一般是成對(duì)出現(xiàn)，為2排、4排、6排……。每個(gè)可調(diào)施壓裝置9的壓頭也是視工件尺寸而定，最少為3個(gè)；兩個(gè)支柱2安裝在底座I上，在兩個(gè)支柱2之間，底座I之上安裝導(dǎo)軌4，在兩個(gè)支柱2上方裝有橫梁3，橫梁3上掛有主軸箱5，主軸箱5可隨橫梁3轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為0~60°，主軸箱5下方裝有攪拌頭夾持部位6，攪拌頭夾持部位6下夾持?jǐn)嚢桀^17，導(dǎo)軌4可在底座I上前后移動(dòng)，導(dǎo)軌4上裝有帶傳感器的水平儀7，在帶傳感器的水平儀7上方裝有加熱裝置8，加熱裝置上方放置工件，工件由可調(diào)節(jié)施壓裝置9施加壓力夾緊固定，帶傳感器的水平儀7由水平儀連接導(dǎo)線16連接到主線11上，再通過(guò)主線11連接到控制器10上，同理，導(dǎo)軌4通過(guò)導(dǎo)軌連接導(dǎo)線12、主軸箱5通過(guò)主軸箱連接導(dǎo)線13、加熱裝置8通過(guò)加熱裝置連接導(dǎo)線15、可調(diào)節(jié)施壓裝置9通過(guò)施壓裝置連接導(dǎo)線14分別連接到主線11上，再由主線11連接到控制器10上對(duì)其控制。
[0005]所述的導(dǎo)軌4的每邊安裝有兩個(gè)帶傳感器的水平儀7，當(dāng)兩個(gè)帶傳感器的水平儀7的數(shù)值相同時(shí)表示該邊水平，只有8個(gè)帶傳感器的水平儀7的數(shù)值相同時(shí)才表示整個(gè)工件處在水平位置；由于加熱裝置8的加熱導(dǎo)致其變形時(shí)，8個(gè)帶傳感器的水平儀7的數(shù)值不相同，此時(shí)，帶傳感器的水平儀7通過(guò)水平儀連接導(dǎo)線16和主線11將信息傳送給控制器10，控制器10對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)主線11和施壓裝置連接的導(dǎo)線14將信息傳給可調(diào)節(jié)施壓裝置9，可調(diào)節(jié)施壓裝置9根據(jù)獲得的信息調(diào)整各壓頭力的大小，從而使工件處于水平狀態(tài)。
[0006]所述的攪拌頭17結(jié)構(gòu)與普通的攪拌頭結(jié)構(gòu)有所區(qū)別，為了保證Imm鋁合金板材攪拌摩擦連接的表面形貌和力學(xué)性能，特將攪拌頭設(shè)計(jì)成非垂直形狀，即攪拌頭17的軸肩部位17-1和攪拌針17-2均不垂直于夾持柄17-3 ;軸肩部位17_1和攪拌針17_2的軸心線與夾持柄17-3之間有一個(gè)夾角a，a的取值范圍為10~20°，具體a值選擇根據(jù)連接材料而定。
[0007]所述的攪拌頭17的轉(zhuǎn)速為15000~20000rpm，攪拌頭17連接時(shí)的水平移動(dòng)速度為120~200mm/min,工件預(yù)加熱溫度為220~320°C，連接時(shí)，主軸箱5應(yīng)向前傾斜10~20°。
[0008]本發(fā)明的有效結(jié)果:
本發(fā)明能夠很好的解決Imm鋁合金板材攪拌摩擦連接問(wèn)題，其大大促進(jìn)了攪拌摩擦連接技術(shù)在飛機(jī)蒙皮、高速列車外側(cè)蒙皮以及汽車外車蒙皮的制造。其代替了傳統(tǒng)的熔化焊接，大大降低了蒙皮的損傷程度，提高了蒙皮的使用性能，特別是在飛機(jī)制造中大大提高了飛機(jī)載重量和飛行里程等。因此，本發(fā)明具有重要的意義。
[0009]實(shí)際使用證明，由于本發(fā)明的加熱和工作水平保持，采用相應(yīng)的焊接工藝可使本發(fā)明制備的工件的連接區(qū)的寬度不超過(guò)2毫米。遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有設(shè)計(jì)的寬度，大大提高了連接的外觀質(zhì)量，提高了連接區(qū)域的機(jī)械性能。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1本發(fā)明的攪拌摩擦連接裝置示意圖。
[0011]圖中:1為底座、2為支柱、3為橫梁、4為導(dǎo)軌、5為主軸箱、6為攪拌頭夾持部位、7為帶傳感器的水平儀、8為加熱裝置、9為可調(diào)節(jié)施壓裝置、10為控制箱、11為主線、12為導(dǎo)軌連接導(dǎo)線、13為主軸箱連接導(dǎo)線、14為施壓裝置連接導(dǎo)線、15為加熱裝置連接導(dǎo)線、16為水平儀連接導(dǎo)線。
[0012]圖2本發(fā)明所采用的攪拌頭示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014]如圖1、2所示。
[0015]—種Imm及以下厚度鋁合金板材攪拌摩擦連接裝置，它包括底座1、支柱2、橫梁3、導(dǎo)軌4、主軸箱5、攪拌頭夾持部位6、帶傳感器的水平儀7、加熱裝置8、可調(diào)節(jié)施壓裝置9、控制箱10、主線11、導(dǎo)軌連接導(dǎo)線12、主軸箱連接導(dǎo)線13、施壓裝置連接導(dǎo)線14、加熱裝置連接導(dǎo)線15、水平儀連接導(dǎo)線16和攪拌頭17組成，如圖1所示。其中支柱2兩個(gè)，帶傳感器的水平儀78個(gè)，每個(gè)拐角2個(gè)?？烧{(diào)節(jié)施壓裝置9視工件尺寸定其個(gè)數(shù)，一般是成對(duì)出現(xiàn)，為2排、4排、6排……。每個(gè)可調(diào)施壓裝置9的壓頭也是視工件尺寸而定，最少為3個(gè)。攪拌摩擦連接設(shè)備部件安裝如下:兩個(gè)支柱2安裝在底座I上，在兩個(gè)支柱2之間，底座I之上安裝導(dǎo)軌4，在兩個(gè)支柱2上方裝有橫梁3，橫梁3上掛有主軸箱5，主軸箱5可隨橫梁3轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為0~60°，主軸箱5下方裝