一種用于水下摩擦疊焊的排水裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于水下摩擦疊焊的排水裝置，柔性外殼呈圓錐形筒狀，在整個裝置的最上端，柔性外殼的頂端中央設(shè)置由安裝孔，柔性外殼的下端面和法蘭連接，所述法蘭呈圓環(huán)形狀，上端面與柔性外殼的下端面連接固定，沿著法蘭圓周均勻設(shè)置進(jìn)氣孔，所述法蘭下端面與圓環(huán)形狀的海綿襯墊連接固定，所述磁力吸盤與墊板相連，所述墊板連接在法蘭的底部，所述磁力吸盤和墊板的數(shù)量一致，所述磁力吸盤沿法蘭圓周方向均勻分布。本實用新型解決摩擦疊焊水下焊接焊接質(zhì)量較差，在水下營造空氣環(huán)境下焊接的問題，優(yōu)化水下焊接工序，擴(kuò)大工藝參數(shù)范圍的目的。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于固相焊【技術(shù)領(lǐng)域】，更加具體地說，涉及一種新型的摩擦疊焊局部 干法排水裝置。 一種用于水下摩擦疊焊的排水裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 摩擦疊焊是一種新型的固相連接方法。摩擦疊焊是有TWI的WMThomas， EDNicholas等人于1992年實用新型的。近十年來歐洲投入了大量的精力進(jìn)行了相關(guān)的基 礎(chǔ)性研究。國內(nèi)方面北京石油化工學(xué)院、天津大學(xué)等都對摩擦疊焊做了初步的研究。
[0003] 摩擦疊焊的單?？缀附颖环Q為FrictionHydroPillarProcessing (FHPP)，其原理 是利用可消耗的特性棒（可稱之為塞棒）在一定的壓力或者拉力條件下，通過驅(qū)動裝置帶 動塞棒旋轉(zhuǎn)，塞棒邊旋轉(zhuǎn)邊下降，是塞棒與塞孔（待焊孔）接觸、摩擦，形成塑化金屬，然后 塞棒停轉(zhuǎn)、頂鍛，完成焊接。作為一項固相的焊接技術(shù)和修復(fù)技術(shù)，摩擦焊具有許多優(yōu)點，如 環(huán)保、焊速快、可在惡劣環(huán)境中進(jìn)行焊接等。
[0004] 由于摩擦疊焊的特點，使得其在水下焊接以及惡劣環(huán)境下焊接具有很大的優(yōu)勢， 所以摩擦疊焊的主要研究方向均是在水下，但是水的比熱容較高，會導(dǎo)致淬硬組織的出現(xiàn)， 不利于縫焊過程下一階段的鉆孔工藝，所以向水下焊接局部干法摸索，但是由于其塞棒的 耗材是消耗性質(zhì)的，隨著焊接過程的進(jìn)行，排水罩的高度是不斷變化的，這將導(dǎo)致排水裝置 不同于一般熔焊的局部干法的排水裝置。國內(nèi)外對摩擦疊焊局部干法水下焊接的研究也尚 處于起步階段。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水下摩擦疊焊局部排水裝 置，為了解決摩擦疊焊水下焊接焊接質(zhì)量較差，在水下營造空氣環(huán)境下焊接的問題，設(shè)計的 實驗設(shè)備、實驗流程以及實驗數(shù)據(jù)處理方法。以達(dá)到更加更好的焊接接頭質(zhì)量，優(yōu)化水下焊 接工序，擴(kuò)大工藝參數(shù)范圍的目的。
[0006] 本實用新型的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0007] -種用于水下摩擦疊焊的排水裝置，包括柔性外殼，法蘭，海綿襯墊，通氣孔，磁力 吸盤，墊板，安裝孔和連接卡箍，其中：
[0008] 柔性外殼、法蘭、海綿襯墊以及工件表面構(gòu)成氣室，主要進(jìn)行焊接區(qū)域的排水密 封，還包括與之配套的輸氣裝置。
[0009] 所述柔性外殼呈圓錐形筒狀，在整個裝置的最上端，柔性外殼的頂端中央設(shè)置由 安裝孔，用于連接焊接設(shè)備的主軸頭并進(jìn)行密封，柔性外殼的下端面和法蘭連接，采用連接 卡箍予以連接固定，所述柔性外殼主要采用硅膠或者PVC材料制作，其高度會隨著塞棒的 消耗和主軸頭的下壓而降低，并且有一定透明度的以便觀察排水情況和焊接過程。柔性外 殼、法蘭、海綿襯墊以及工件表面構(gòu)成氣室，主要進(jìn)行焊接區(qū)域的排水密封。
[0010] 所述法蘭呈圓環(huán)形狀，上端面與柔性外殼的下端面連接固定，沿著法蘭圓周均勻 設(shè)置進(jìn)氣孔，例如4一6個進(jìn)氣孔，利用進(jìn)氣以排水，并維持氣室的形狀，保持氣室所需的貯 氣量。
[0011] 所述法蘭下端面與圓環(huán)形狀的海綿襯墊連接固定，以保持氣密性、防止水倒流。 [0012] 所述磁力吸盤與墊板相連，所述墊板連接在法蘭的底部，所述磁力吸盤和墊板的 數(shù)量一致，所述磁力吸盤沿法蘭圓周方向均勻分布，例如4一6個磁力吸盤；磁力吸盤可以 機(jī)械調(diào)節(jié)，其主要功能是固定排水裝置的位置，防止排水過程中柔性外殼剛度不夠?qū)е碌?水罩傾翻，或者焊接過程中的震動導(dǎo)致排水裝置位置變化等。
[0013] 本方法的技術(shù)方案可以用于摩擦疊焊焊機(jī)設(shè)備對各種材料進(jìn)行實驗，焊接過程中 焊接飛邊形成以及焊接穩(wěn)定性的觀察，利用本實用新型的設(shè)備可實現(xiàn)摩擦疊焊焊機(jī)設(shè)備在 水下任意位置的焊接：首先按照一定的尺寸加工試樣，裝配到焊機(jī)主軸頭上，彈簧卡頭固 定，將柔性外殼固定在主軸頭上，通過卡箍連接，然后把法蘭和柔性外殼連接，同樣采用卡 箍連接，海綿黏貼在法拉底部，然后裝配四個連接件連接到磁力表座上，通過磁力吸附在工 件表面。連接氣路裝卡試樣后就可以進(jìn)行實驗了。同時啟動氣路，在焊接開始前予以排水， 以使水平面位于工件之下。啟動摩擦疊焊設(shè)備，焊機(jī)主軸將向下運動，柔性外殼高度方向收 縮，試樣和母材工件接觸，焊接過程開始，整個過程可以通過透明的柔性外殼觀察。通過本 實用新型的技術(shù)方案可以得到局部干法水下焊接的接頭。
[0014] 本實用新型針對摩擦疊焊水下局部干法的焊接實驗所需。該實驗設(shè)備主要用于 摩擦疊焊局部干法的焊接，可以對保證局部干法的順利實施并且可以很直觀的觀察焊接過 程，從而達(dá)到更加深刻地分析摩擦疊焊的機(jī)理，優(yōu)化摩擦疊焊工藝參數(shù)的作用，對摩擦疊焊 的理論研究方面有重要的意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本實用新型的排水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為柔性外殼，2為法蘭，3為海 綿襯墊，4為通氣孔，5為磁力吸盤，6為墊板，7為安裝孔，8為連接卡箍。

【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合具體實施例進(jìn)一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0017] 如附圖1所示，本實用新型的排水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為柔性外殼，2為法 蘭，3為海綿襯墊，4為通氣孔，5為磁力吸盤，6為墊板，7為安裝孔，8為連接卡箍。
[0018] 柔性外殼、法蘭、海綿襯墊以及工件表面構(gòu)成氣室，主要進(jìn)行焊接區(qū)域的排水密 封，還包括與之配套的輸氣裝置（圖中未標(biāo)出）。
[0019] 所述柔性外殼呈圓錐形筒狀，在整個裝置的最上端，柔性外殼的頂端中央設(shè)置由 安裝孔，用于連接焊接設(shè)備的主軸頭并進(jìn)行密封，柔性外殼的下端面和法蘭連接，采用連接 卡箍予以連接固定，所述柔性外殼主要采用硅膠或者PVC材料制作，其高度會隨著塞棒的 消耗和主軸頭的下壓而降低，并且有一定透明度的以便觀察排水情況和焊接過程。柔性外 殼、法蘭、海綿襯墊以及工件表面構(gòu)成氣室，主要進(jìn)行焊接區(qū)域的排水密封。
[0020] 所述法蘭呈圓環(huán)形狀，上端面與柔性外殼的下端面連接固定，沿著法蘭圓周均勻 設(shè)置進(jìn)氣孔，例如4一6個進(jìn)氣孔，利用進(jìn)氣以排水，并維持氣室的形狀，保持氣室所需的貯 氣量。
[0021] 所述法蘭下端面與圓環(huán)形狀的海綿襯墊連接固定，以保持氣密性、防止水倒流。
[0022] 所述磁力吸盤與墊板相連，所述墊板連接在法蘭的底部，所述磁力吸盤和墊板的 數(shù)量一致，所述磁力吸盤沿法蘭圓周方向均勻分布，例如4一6個磁力吸盤；磁力吸盤可以 機(jī)械調(diào)節(jié)，其主要功能是固定排水裝置的位置，防止排水過程中柔性外殼剛度不夠?qū)е碌?水罩傾翻，或者焊接過程中的震動導(dǎo)致排水裝置位置變化等。
[0023] 在進(jìn)行實驗時，首先安裝工件和塞棒，然后把上述排水裝置的柔性外殼利用卡箍 連接到主軸頭上（即將主軸頭安裝在安裝孔中，圖中未顯示），柔性外殼和法蘭通過卡箍連 接，磁力吸盤固定在法蘭上，使其緊貼工件的表面。磁力吸盤開關(guān)打開，磁的吸力就會通過 墊板傳遞到法蘭，壓緊海綿，使其和工件表面緊密接觸，同時啟動氣路，在焊接開始前予以 排水，以使水平面位于工件之下。塞棒的大轉(zhuǎn)速和負(fù)壓均不會對排水效果造成影響。啟動 摩擦疊焊設(shè)備，焊機(jī)主軸將向下運動，柔性外殼高度方向收縮，試樣和母材工件接觸，焊接 過程開始，整個過程可以通過透明的柔性外殼觀察。
[0024] 以上對本實用新型做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本實用新型的核 心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等 同替換均落入本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于水下摩擦疊焊的排水裝置，其特征在于，包括柔性外殼，法蘭，海綿襯墊，通 氣孔，磁力吸盤，墊板，安裝孔和連接卡箍，其中：所述柔性外殼呈圓錐形筒狀，在整個裝置 的最上端，柔性外殼的頂端中央設(shè)置由安裝孔，柔性外殼的下端面和法蘭連接，采用連接卡 箍予以連接固定；所述法蘭呈圓環(huán)形狀，上端面與柔性外殼的下端面連接固定，沿著法蘭圓 周均勻設(shè)置進(jìn)氣孔；所述法蘭下端面與圓環(huán)形狀的海綿襯墊連接固定；所述磁力吸盤與墊 板相連，所述墊板連接在法蘭的底部，所述磁力吸盤和墊板的數(shù)量一致，所述磁力吸盤沿法 蘭圓周方向均勻分布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下摩擦疊焊的排水裝置，其特征在于，所述柔性 外殼采用硅膠或者PVC材料制作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下摩擦疊焊的排水裝置，其特征在于，沿著法蘭 圓周均勻設(shè)置4一6個進(jìn)氣孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下摩擦疊焊的排水裝置，其特征在于，所述磁力 吸盤沿法蘭圓周方向均勻分布4一6個磁力吸盤。
【文檔編號】B23K20/12GK203875478SQ201420209577
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】賀鈞, 王志江, 崔雷, 鄧彩艷, 王東坡 申請人:天津大學(xué)