雙軸肩攪拌摩擦焊接裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種雙軸肩攪拌摩擦焊接裝置，由夾具體、墊料、攪拌頭、頂料、壓板、終焊第一引板、第一工件、第二工件、定位螺釘、連接銷釘、始焊第二引板構(gòu)成；工裝夾具采用焊接結(jié)構(gòu)，由不同尺寸的板材拼焊而成。頂板作用是用來安裝被焊工件，為了保證焊接質(zhì)量，兩個頂板面具有較好平行度，頂板與夾具底座留有一定空間；在夾具兩側(cè)沿加工螺紋孔，通過頂針對被焊板材進(jìn)行定位，通過調(diào)整夾具兩側(cè)頂針調(diào)整板材相對位置，同時頂針提供的水平力作用在被焊工件上，限制被焊工件在垂直焊縫方向的運(yùn)動。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理，便于工件裝卡、拆卸，焊件定位精度高，操作簡單方便，能夠很好的保證雙軸肩攪拌摩擦焊接工件焊接質(zhì)量，有效消除始焊位置和終焊位置的孔洞陷。
【專利說明】雙軸肩攪拌摩擦焊接裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:本實(shí)用新型涉及雙軸肩攪拌摩擦焊接裝置。
[0002]【背景技術(shù)】:雙軸肩攪拌摩擦焊接工藝方法通過上下軸肩夾持作用加緊工件，下軸肩代替常規(guī)攪拌摩擦焊的墊板裝置。目前，雙軸肩自支撐攪拌摩擦焊技術(shù)作為攪拌摩擦焊領(lǐng)域的拓展技術(shù)，在國內(nèi)外已成功實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。盡管雙軸肩攪拌摩擦焊接技術(shù)目前已經(jīng)較為成熟，但在板材攪拌摩擦焊接試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用過程中卻存在孔洞問題:焊接時，攪拌針沿待焊工件中心由始焊位置行走到終焊位置，焊縫區(qū)金屬材料發(fā)生較大范圍的塑性流動，由于在始焊位置和終焊位置缺少金屬材料填充，導(dǎo)致焊接過程結(jié)束后在始焊位置和終焊位置出現(xiàn)缺口。對于一些尺寸固定或以焊接工藝方法作為最終工序的待焊工件，雙軸肩攪拌摩擦焊接在始焊和終焊位置產(chǎn)生的孔洞將不能滿足產(chǎn)品生產(chǎn)制造要求。本實(shí)用新型解決了平板雙周肩攪拌摩擦焊接在始焊和終焊位置產(chǎn)生的孔洞問題。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本實(shí)用新型的目的是提供一種雙軸肩攪拌摩擦焊接裝置，實(shí)現(xiàn)待焊工件定位、裝卡，并且能夠消除雙周肩攪拌摩擦焊接過程中產(chǎn)生的孔洞缺陷。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種雙軸肩攪拌摩擦焊接裝置，由夾具體(8)、墊料(9)、攪拌頭(10)、頂料(11)、壓板(12)、終焊第一引板(13)、第一工件(14)、第二工件(15)、定位螺釘(7)、連接銷釘(16)、始焊第二引板(17)構(gòu)成，夾具體(8)的底板4加工出凸臺(5)，夾具體(8)通過凸臺(5)與工作臺梯形槽配合安裝,在攪拌摩擦焊機(jī)工作臺的Y軸方向上固定夾具體(8)的相對位置；壓板(12)對稱壓在夾具體(8)的頂板(2)上，壓板(12)對夾具體(8)施加豎直向下的力，對夾具體實(shí)現(xiàn)Z軸方向定位；在X軸方向上夾具體(8)的兩側(cè)安裝定位壓板，頂住夾具體(8)，第一工件(14)、第二工件(15)裝卡在頂板(2)上，夾具體側(cè)板(I)上加工有螺紋孔，螺紋孔配裝定位螺釘(7)，第一工件(14)、第二工件(15)上方為兩塊墊料(9)。
[0004]本實(shí)用新型工裝夾具采用焊接結(jié)構(gòu)，由不同尺寸的板材拼焊而成。頂板作用是用來安裝被焊工件，為了保證焊接質(zhì)量，兩個頂板面具有較好平行度，同時為了便于工件裝卡和拆卸，頂板與夾具底座留有一定空間；為了保證焊縫的直線度，在夾具兩側(cè)沿加工螺紋孔，通過頂針對被焊板材進(jìn)行定位，通過調(diào)整夾具兩側(cè)頂針調(diào)整板材相對位置，同時頂針提供的水平力作用在被焊工件上，限制被焊工件在垂直焊縫方向的運(yùn)動，保證兩被焊工件間的間隙。為了限制被焊工件在沿焊接方向的水平力作用下發(fā)生運(yùn)動，在工裝夾具的一側(cè)留有凸臺，為了保證工件的平行度，凸臺和夾具邊緣具有很高的垂直度要求。
[0005]為了消除始焊和終焊位置孔洞缺陷，在始焊和終焊位置采用引板，將孔洞缺陷從工件上轉(zhuǎn)移到引板上；在摩擦焊接過程中，引板在攪拌頭作用下受到平行于焊接方向的力，為了防止引板移動和工件產(chǎn)生間隙，將引板應(yīng)用銷釘固定。
[0006]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0007]1、結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理；
[0008]2、本實(shí)用新型采用新型的結(jié)構(gòu)形式，便于工件裝卡、拆卸，焊件定位精度高，操作簡單方便；
[0009]3、能夠很好的保證雙軸肩攪拌摩擦焊接工件焊接質(zhì)量，有效消除孔洞缺陷。【專利附圖】

【附圖說明】:
[0010]圖1是該實(shí)用新型工裝夾具主視圖；
[0011]圖2是圖1的右剖面圖；
[0012]圖3是該實(shí)用新型焊接裝卡主視圖；
[0013]圖4是圖3的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0014]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]如圖3所示，一種雙軸肩攪拌摩擦焊接裝置，由夾具體8、墊料9、攪拌頭10、頂料
11、壓板12、終焊第一引板13、第一工件14、第二工件15、定位螺釘7、連接銷釘16、始焊第二引板17構(gòu)成；其特征是:夾具體8的底板4加工出凸臺5，夾具體8通過凸臺5與工作臺梯形槽配合安裝，在攪拌摩擦焊機(jī)工作臺的Y軸方向上固定夾具體8的相對位置；六塊壓板12對稱壓在夾具體8的頂板2上，壓板12對夾具體8施加豎直向下的力，對夾具體實(shí)現(xiàn)Z軸方向定位；在X軸方向上，在夾具體8的兩側(cè)安裝定位壓板，頂住夾具體8，防止夾具體8與攪拌摩擦焊接工作臺在X軸方向上產(chǎn)生相對運(yùn)動；第一工件14、第二工件15裝卡在頂板2上，夾具體側(cè)板I上加工有螺紋孔，螺紋孔配裝定位螺釘7，通過調(diào)整定位螺釘7，在第一工件14、第二工件15側(cè)面頂料11作用下，調(diào)整工件的相對位置，同時實(shí)現(xiàn)對工件在Y軸方向上定位；第一工件14、第二工件15上方為兩塊墊料9，墊料在壓板12壓力作用下，壓緊第一工件14、第二工件15，實(shí)現(xiàn)第一工件14、第二工件15在Z軸方向上的定位。
[0016]如圖1、圖2所示，夾具體8由側(cè)板1、頂板2、底板4和肋板6拼焊而成；底板4是焊接夾具體8的底座，起定位與支撐的作用，底板4加工有凸臺5，凸臺5寬度與攪拌摩擦焊機(jī)工作臺梯形槽寬度相同，夾具體8通過凸臺5與工作臺梯形槽配合安裝,在攪拌摩擦焊機(jī)工作臺的Y軸方向上對夾具體8進(jìn)行固定；側(cè)板I共兩塊對稱焊接在底板4兩側(cè)，起連接底板4并支撐頂板2的作用；夾具體兩側(cè)板I頂部分別均布加工出四個M-Smm的螺紋孔，用于安裝定位螺釘7，調(diào)整工件在夾具體Y軸方向上的相對位置；如圖2所示，頂板2共兩塊，分別焊接在夾具體側(cè)板I上，頂板2用于安裝工件，承受豎直方向載荷；頂板2 —端帶有用于工件在焊接方向的定位梯臺3 ;肋板6共六塊焊接拼裝于底板4、側(cè)板1、頂板2之間，六塊肋板6起到加強(qiáng)筋作用，提高夾具體整體剛度，防止在夾具體8在焊接載荷作用下發(fā)生變形。
[0017]如圖4所示，為了消除工件在雙軸肩攪拌摩擦焊過程中始焊位置和終焊位置的孔洞缺陷，第一工件14、第二工件15的始焊位置和終焊位置分別增設(shè)第二引板17和第一引板13，第二引板17和第一引板13與第一工件14、第二工件15為相同材料，厚度與第一工件14、第二工件15相同，第二引板17、第一引板13的長度與兩個被焊第一工件14、第二工件15寬度之和相同；在雙軸肩攪拌摩擦焊接過程中，在攪拌頭作用下，第一工件14、第二工件15和第二引板17、第一引板13將受到平行于焊接方向上的力，即X軸方向上的力，為了防止第二引板17、第一引板13與兩個被焊第一工件14、第二工件15脫離，造成焊縫在第二引板17、第一引板13和第一工件14、第二工件15之間發(fā)生中斷，兩個被焊工件:第一工件
14、第二工件15與第二引板17、第一引板13分別應(yīng)用兩個定位銷釘9連接起來，這樣有效防止了第一工件14、第二工件15與第二引板17、第一引板13在焊接時產(chǎn)生間隙，保證焊縫的連續(xù)性，由于在第一工件14、第二工件15的始焊位置增加第二引板17，攪拌摩擦焊接過程從第二引板17側(cè)面開始，由于邊緣區(qū)域塑性變形金屬量不足以填充整個焊縫，因此在第二引板17的始焊部位產(chǎn)生孔洞缺陷，由于第二引板17寬度較大，隨著攪拌頭沿焊接方向前進(jìn)，攪拌摩擦產(chǎn)生的塑性流動金屬能夠填充焊縫，在第二引板17上逐漸形成完整焊縫，當(dāng)攪拌頭行進(jìn)過渡到第一工件14、第二工件15時產(chǎn)生的是無孔洞缺陷的焊縫。攪拌頭在被焊第一工件14、第二工件15經(jīng)攪拌磨擦焊接后形成了無孔洞缺陷的焊縫，當(dāng)雙軸肩攪拌頭由第一工件14、第二工件15過渡到第一引板13時，在兩被焊第一工件14、第二工件15間形成了無孔洞缺陷的焊縫。當(dāng)攪拌頭行進(jìn)到第一引板13終焊邊緣時，由于在終焊邊緣缺少塑性變形金屬，不能形成完整焊縫，在第一引板13邊緣形成孔洞缺陷。這樣通過始焊端第二引板17和終焊端第一引板13的過渡作用，將雙軸肩攪拌摩擦接產(chǎn)生的始焊孔洞和終焊孔洞轉(zhuǎn)移到兩引板上，消除被焊第一工件14、第二工件15的孔洞缺陷。
[0018]備注:
[0019]X軸方向?yàn)閿嚢枘Σ梁笝C(jī)工作臺水平運(yùn)動方向；
[0020]Y軸方向?yàn)閿嚢枘Σ梁笝C(jī)主軸水平運(yùn)動方向；
[0021 ] Z軸方向?yàn)閿嚢枘Σ梁笝C(jī)主軸豎直運(yùn)動方向。
【權(quán)利要求】
1.一種雙軸肩攪拌摩擦焊接裝置，由夾具體(8)、墊料(9)、攪拌頭(10)、頂料(11)、壓板(12)、終焊第一引板(13)、第一工件(14)、第二工件(15)、定位螺釘(7)、連接銷釘(16)、始焊第二引板(17)構(gòu)成；其特征是:夾具體(8)的底板4加工出凸臺(5)，夾具體(8)通過凸臺(5)與工作臺梯形槽配合安裝,在攪拌摩擦焊機(jī)工作臺的Y軸方向上固定夾具體(8)的相對位置；壓板(12)對稱壓在夾具體(8)的頂板(2)上，壓板(12)對夾具體(8)施加豎直向下的力，對夾具體實(shí)現(xiàn)Z軸方向定位；在X軸方向上夾具體(8)的兩側(cè)安裝定位壓板，頂住夾具體(8)，第一工件(14)、第二工件(15)裝卡在頂板(2)上，夾具體側(cè)板(I)上加工有螺紋孔，螺紋孔配裝定位螺釘(7)，第一工件(14)、第二工件(15)上方為兩塊墊料(9)。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙軸肩攪拌摩擦焊接裝置，其特征是:夾具體(8)由側(cè)板(I)、頂板(2)、底板(4)和肋板(6)拼焊而成；底板(4)是焊接夾具體(8)的底座，底板(4)加工有凸臺(5)，凸臺(5)寬度與攪拌摩擦焊機(jī)工作臺梯形槽寬度相同，夾具體(8)通過凸臺(5)與工作臺梯形槽配合安裝，在攪拌摩擦焊機(jī)工作臺的Y軸方向上對夾具體(8)進(jìn)行固定；側(cè)板(I)共兩塊對稱焊接在底板(4)兩側(cè)，夾具體兩側(cè)板(I)頂部分別均布加工出四個M-Smm的螺紋孔，頂板(2 )共兩塊，分別焊接在夾具體側(cè)板(I)上，頂板(2 ) —端帶有用于工件在焊接方向的定位梯臺(3)，肋板(6)共六塊，焊接拼裝于底板(4)、側(cè)板(I)、頂板(2)之間。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的雙軸肩攪拌摩擦焊接裝置，其特征是:第一工件(14)、第二工件(15)的始焊位置和終焊位置分別增設(shè)第二引板(17)和第一引板(13)，第二引板(17)和第一引板(13)與第一工件(14)、第二工件(15)為相同材料，厚度與第一工件(14)、第二工件(15)相同，第二引板(17)、第一引板(13)的長度與兩個被焊第一工件(14)、第二工件(15)寬度之和相同，兩個被焊工件:第一工件(14)、第二工件(15)與第二引板(17)、第一引板(13)分別采用兩個定位銷釘(9)連接起來。
【文檔編號】B23K20/26GK203738225SQ201320532854
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】周軍, 張春波, 張磊, 趙玉珊, 潘毅 申請人:機(jī)械科學(xué)研究院哈爾濱焊接研究所