專(zhuān)利名稱(chēng)：一種組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具的制作方法
一種組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于技術(shù)材料加工焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及攪拌摩擦焊接機(jī)的被焊工件的夾持工具。
背景技術(shù)：
雙軸肩攪拌摩擦焊是一種新型攪拌摩擦焊接技術(shù)，在焊接過(guò)程中通過(guò)上、下軸肩夾持工件，下軸肩代替了常規(guī)攪拌摩擦焊的墊板裝置，因此不需要焊接設(shè)備提供很大的軸向力，同時(shí)這種攪拌摩擦頭結(jié)構(gòu)使上、下軸肩的頂鍛力反向相等，整個(gè)工件在垂直板件方向所受合力為零，十分適合中空構(gòu)件的焊接，因此該方法在造船、航空航天、軌道交通等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
雙軸肩攪拌摩擦頭的結(jié)構(gòu)使攪拌針承受了極大的拉力，同時(shí)由于在焊接方向和橫向存在著行進(jìn)阻力和側(cè)向壓力，使攪拌針易于斷裂，不但影響了焊接進(jìn)程，而且會(huì)影響焊接質(zhì)量，因此攪拌針?biāo)惺艿淖饔昧χ档醚芯颗c探索；與傳統(tǒng)攪拌摩擦焊接的裝夾具相比，雙軸肩攪拌摩擦焊接夾具不僅 需要固定被焊材料，還需要具備充分的內(nèi)部空間以便于安裝下軸肩；當(dāng)前對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于雙軸肩攪拌摩擦焊的研究剛剛起步，所采用的裝夾具均是采用簡(jiǎn)易的墊塊、壓塊和卡鉗，不利于方便地提取行進(jìn)阻力、側(cè)向壓力，因此研制一套能夠檢測(cè)雙軸肩攪拌摩擦焊的行進(jìn)阻力、側(cè)向壓力的夾具非常必要。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有存在的問(wèn)題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具，在進(jìn)行攪拌摩擦焊的同時(shí)進(jìn)行阻力、測(cè)向壓力的測(cè)試，并具有散熱效果O
技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具，包括裝夾模塊和熱沉模塊，所述裝夾模塊包括從下到上依次固接的固定板、下平臺(tái)、支撐板和上平臺(tái)，所述支撐板相對(duì)上平臺(tái)和下平臺(tái)設(shè)有露出的承載端；所述熱沉模塊為散熱板，并放置在支撐板的承載端上。
進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱沉模塊內(nèi)部設(shè)有冷卻液通道。
進(jìn)一步的，所述上平臺(tái)、支撐板和下平臺(tái)的連接處設(shè)有壓力傳感器。
進(jìn)一步的，所述上平臺(tái)、支撐板和下平臺(tái)的連接處分別設(shè)有臺(tái)階狀溝槽，三者的臺(tái)階狀溝槽對(duì)齊設(shè)置組成容納空間，該容納空間設(shè)有壓力傳感器。
有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):能夠滿足不同板厚、不同尺寸試板的夾持要求，防止焊接過(guò)程中，試板由于攪拌頭軸向作用力的影響而可能產(chǎn)生的上下扭曲、竄動(dòng)；可實(shí)現(xiàn)攪拌頭對(duì)工件擠壓力的測(cè)試；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng):其整體功能在滿足焊接工件夾持的要求的前提下，不但滿足雙軸肩焊接過(guò)程中壓力測(cè)量要求，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)被焊工件進(jìn)行冷卻，對(duì)實(shí)現(xiàn)雙軸肩攪拌摩擦焊的推廣與應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。


圖1為本發(fā)明所述組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明所述支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明所述上平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明所述下平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明所述熱沉模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明所述夾具使用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，裝夾模塊1、熱沉模塊2、固定板3、下平臺(tái)4、支撐板5、上平臺(tái)6、臺(tái)階狀溝槽7、冷卻熱通道8、螺紋孔9、安裝槽10、被焊工件11。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
如圖1 5所示，一種組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具，由裝夾模塊和熱沉模塊組成，根據(jù)應(yīng)用要求不同，夾具材料科采用普通碳鋼或高合金鋼。所述裝夾模塊由從下到上依次固接的固定板、下平臺(tái)、支撐板和上平臺(tái)，其中下平臺(tái)、支撐板和上平臺(tái)之間通過(guò)焊接固定，而固定板與下平臺(tái)之間通過(guò)螺栓連接或焊接。其中支撐板相對(duì)上平臺(tái)和下平臺(tái)較長(zhǎng)，設(shè)有露出的承載端用于承載被焊工件的同時(shí)安裝壓力傳感器。而所述熱沉模塊實(shí)際上由熱導(dǎo)率較大的材料制成的平板，如鋁合金或銅合金，它放置在支撐板的承載端上并墊在被焊工件下，用于將被焊工件焊接時(shí)產(chǎn)生的熱量快速散掉。在固定板上還設(shè)有安裝槽從而可以通過(guò)螺栓將整個(gè)裝夾模塊固定在工作臺(tái)上。
進(jìn)一步的改進(jìn)，其中熱沉模塊內(nèi)部加工有蛇形的冷卻液通道，冷卻液流過(guò)蛇形通道、進(jìn)水口、出水口后，通過(guò)帶走焊接區(qū)域的熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻；蛇形通道的制作方法如下:分別在兩個(gè)平板上，銑處形狀相同的蛇形槽，將這兩個(gè)板相對(duì)貼合后，在四周接縫處使用焊接的方法進(jìn)行連接，從而形成焊縫。
為了能夠測(cè)量行進(jìn)阻力和測(cè)向壓力，還可以在支撐板上安裝壓力傳感器。以S形壓力傳感器為例，所 述上平臺(tái)、支撐板和下平臺(tái)的連接處分別設(shè)有臺(tái)階狀溝槽，三者的臺(tái)階狀溝槽對(duì)齊設(shè)置組成容納空間，將S型壓力傳感器安裝在該容納空間內(nèi)即可。在上平臺(tái)上設(shè)置多個(gè)穿通的螺紋孔，并采用市面的快速夾具通過(guò)該螺紋孔將壓力傳感器固定在上平臺(tái)上。該臺(tái)階狀溝槽，形成一個(gè)長(zhǎng)方形空間，用于安裝壓力傳感器的螺栓可沿著空間上下移動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)防止焊接時(shí)被擠出長(zhǎng)方形的容納空間；用于實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)試裝置的高度調(diào)節(jié)，從而適應(yīng)不同板厚試件的測(cè)量要求。
如圖6所示，兩個(gè)熱沉模塊平放在八個(gè)裝夾模塊的支撐板上，在這兩個(gè)熱沉模塊上方，對(duì)接的放置兩塊長(zhǎng)方形被焊工件，進(jìn)行焊接。為了對(duì)工件夾持緊固，同時(shí)考慮焊接時(shí)攪拌針的行進(jìn)阻力和測(cè)向壓力，在被焊工件對(duì)應(yīng)每個(gè)裝夾模塊附近安放雙軸肩攪拌摩擦焊夾具，并使用快速夾具加緊，通過(guò)八個(gè)位置受到的里，即可計(jì)算出攪拌針受到的合力。
權(quán)利要求
1.一種組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具，其特征在于:包括裝夾模塊和熱沉模塊，所述裝夾模塊包括從下到上依次固接的固定板、下平臺(tái)、支撐板和上平臺(tái)，所述支撐板相對(duì)上平臺(tái)和下平臺(tái)設(shè)有露出的承載端；所述熱沉模塊為散熱板，并放置在支撐板的承載端上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具，其特征在于:所述熱沉模塊內(nèi)部設(shè)有冷卻液通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具，其特征在于:所述上平臺(tái)、支撐板和下平臺(tái)的連接處設(shè)有壓力傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具，其特征在于:所述上平臺(tái)、支撐板和下平臺(tái)的連接處分別設(shè)有臺(tái)階狀溝槽，三者的臺(tái)階狀溝槽對(duì)齊設(shè)置組成容納空間，該容納空間設(shè)有壓力傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種組合式雙軸肩攪拌摩擦焊夾具，包括裝夾模塊和熱沉模塊，所述裝夾模塊包括從下到上依次固接的固定板、下平臺(tái)、支撐板和上平臺(tái)，所述支撐板相對(duì)上平臺(tái)和下平臺(tái)設(shè)有露出的承載端；所述熱沉模塊為散熱板，并放置在支撐板的承載端上。本發(fā)明能夠滿足不同板厚、不同尺寸試板的夾持要求，防止焊接過(guò)程中，試板由于攪拌頭軸向作用力的影響而可能產(chǎn)生的上下扭曲、竄動(dòng)；可實(shí)現(xiàn)攪拌頭對(duì)工件擠壓力的測(cè)試；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B23K20/12GK103212932SQ20131015735
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者陳書(shū)錦, 楊代立, 蘆笙, 盧阿麗 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)