本實用新型涉及固相焊接（連接）技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摩擦塞補焊機具。

背景技術(shù)：

摩擦塞補焊為一種固相連接新技術(shù)，其主要應(yīng)用于對金屬零件局部缺陷的修復(fù)。在航空、航天領(lǐng)域，涉及到廣泛的鋁制金屬零部件的焊接，對于鋁制機殼或壓力筒體部件焊接制作過程往往伴隨著局部小范圍的焊接缺陷，特別是采用攪拌摩擦焊接工藝設(shè)備生產(chǎn)鋁質(zhì)筒體過程中，在單條焊縫末端不可避免的會出現(xiàn)工具退出孔，對于類似這種局部缺陷的修復(fù)，目前往往采用手工進行補焊操作，然而手工補焊操作自動化程度低、焊縫質(zhì)量也很難保證。因此，急需對現(xiàn)有的補焊技術(shù)進行改進，改進目標是采用全自動化的、具有高焊接質(zhì)量保證的裝備自動完成相關(guān)補焊操作。本實用新型所示的摩擦塞補焊機具，應(yīng)用摩擦焊接原理，可實現(xiàn)全自動化、高質(zhì)量的塞補焊接操作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，現(xiàn)提供了一種摩擦塞補焊機具，極大的提高了焊接操作的便捷性及焊接質(zhì)量的可靠性。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種摩擦塞補焊機具，用于對金屬工件局部缺陷進行修復(fù)、補焊操作，具體結(jié)構(gòu)包括底座、設(shè)于底座兩端的動力馬達及主軸頂鍛系統(tǒng)，動力馬達與主軸頂鍛系統(tǒng)之間穿設(shè)有一傳動主軸，主軸頂鍛系統(tǒng)一側(cè)端面連接設(shè)置工具夾緊裝置，焊接工具為具有錐度段及直斷的圓柱回轉(zhuǎn)體，焊接工具直段部分穿過焊接工件之后由工具夾緊裝置固定，動力馬達通過傳動主軸及主軸頂鍛系統(tǒng)帶動工具加緊裝置及固定于其中心的焊接工具旋轉(zhuǎn)，焊接工具旋轉(zhuǎn)的同時由主軸頂鍛系統(tǒng)驅(qū)動其與焊接工件接觸摩擦，并最終實現(xiàn)焊接，所述傳動主軸上位于主軸頂鍛系統(tǒng)與動力馬達之間設(shè)有慣量加載系統(tǒng)，所述慣量加載系統(tǒng)包括慣性飛輪，所述慣性飛輪通過所述動力馬達及傳動主軸帶動旋轉(zhuǎn)，并在焊接操作過程中實現(xiàn)慣量的加載及脫除。

進一步地，所述傳動主軸上位于所述動力馬達與所述慣量加載系統(tǒng)之間設(shè)有制動機構(gòu)，所述制動機構(gòu)可對所述傳動主軸反扭矩制動。制動機構(gòu)的設(shè)置可用來調(diào)節(jié)焊接工具對工件的能量輸出，使得在有些情況下，焊接過程更有利于實現(xiàn)。

進一步地，所述慣量加載系統(tǒng)還包括離合機構(gòu)，所述慣性飛輪通過離合裝置加載于傳動主軸上，在焊接過程中，所述慣性飛輪對所述傳動主軸的加載量通過所述離合機構(gòu)控制。離合機構(gòu)可實現(xiàn)轉(zhuǎn)動慣量的增減。

進一步地，所述慣量加載系統(tǒng)可通過手動方式加載于所述傳動主軸上。

本實用新型由于使用以上技術(shù)方案，使其具有以下的效果：

通過動力馬達及主軸頂鍛系統(tǒng)的組合使用，使得焊接工具同時具有實現(xiàn)焊接所需的旋轉(zhuǎn)動能及軸向動能，同時本實用新型設(shè)置了慣量加載系統(tǒng)，不僅可以手動實現(xiàn)慣性飛輪的增減，也可通過離合裝置自動實現(xiàn)轉(zhuǎn)動慣量的增減，此外本專利在傳動主軸上設(shè)有制動機構(gòu)，用于實現(xiàn)對傳動主軸的反扭矩制動，制動機構(gòu)的設(shè)置可用來調(diào)節(jié)焊接工具對焊接工件的能量輸出，這樣極大的提高了焊接操作過程中能量輸入的可控性，使得焊接過程更有利于實現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本實用新型第一實施例一種摩擦塞補焊機具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型第三實施例一種摩擦塞補焊機具的結(jié)構(gòu)示意圖。

對應(yīng)說明書附圖內(nèi)的附圖標記參考如下：

工具夾緊裝置1、主軸頂鍛系統(tǒng)2、慣量加載系統(tǒng)3、慣性飛輪31、離合機構(gòu)32、制動機構(gòu)4、傳動主軸5、動力馬達6、底座7、焊接工具8、焊接工件9。

具體實施方式

為了使實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)造特征、達成目的和功效易于明白了解，以下結(jié)合具體附圖進行說明。

本實用新型第一實施例提供了一種摩擦塞補焊機具，用于對焊接工件9進行修復(fù)、補焊操作，其中：如圖1所示，包括底座7、設(shè)于底座7兩端的動力馬達6、主軸頂鍛系統(tǒng)2及焊接工具8，焊接工具8與焊接工件9一般為鋁合金材料（如2219、2A14、2195、2024等），也不排除為非鋁合金材質(zhì)（如鋁合金與不銹鋼類組合）動力馬達6與主軸頂鍛系統(tǒng)2之間穿設(shè)有一傳動主軸5，主軸頂鍛系統(tǒng)2一側(cè)端面連接設(shè)置工具夾緊裝置1，焊接工具8為具有錐度段及直斷的圓柱回轉(zhuǎn)體，焊接工具8直段部分穿過焊接工件9之后由工具夾緊裝置1固定，動力馬達6通過傳動主軸5及主軸頂鍛系統(tǒng)2帶動工具夾緊裝置1及固定于其中心的焊接工具8旋轉(zhuǎn)，焊接工具8旋轉(zhuǎn)的同時由主軸頂鍛系統(tǒng)2驅(qū)動對其施加軸向力，并與焊接工件9接觸摩擦生熱，進而形成焊接界面并最終實現(xiàn)焊接工具8與焊接工件9的連接。其中，傳動主軸5上位于主軸頂鍛系統(tǒng)2與動力馬達6之間設(shè)有慣量加載系統(tǒng)3，慣量加載系統(tǒng)3包括慣性飛輪31，可通過手動方式將慣性飛輪加載于傳動主軸5上，實際焊接過程中，慣性飛輪通過動力馬達6及傳動主軸5帶動旋轉(zhuǎn)并蓄積能量，可在動力馬達6停止輸入后釋出能量，因此焊接工具8可由動力馬達6連續(xù)驅(qū)動，也可由慣量加載系統(tǒng)3單獨驅(qū)動，若需對慣性飛輪進行增減，可手動將慣性飛輪增減。本實施例中主軸頂鍛系統(tǒng)中頂鍛油缸的壓力加載通過預(yù)設(shè)程序給定，焊接工具8與焊接工件9摩擦過程同時是能量的消耗過程，焊接過程中通過慣性飛輪31加載于傳動主軸5上的旋轉(zhuǎn)動能迅速下降直至轉(zhuǎn)動停止，焊接工具8停止轉(zhuǎn)動后通過主軸頂鍛系統(tǒng)2繼續(xù)對焊接工件9施加頂鍛力進行保壓，保壓完成后，通過夾緊裝置1釋放工具8，焊接過程完成，焊接過程中頂段力的加載及保壓過程均通過預(yù)設(shè)程序完成。

本實施例的摩擦塞補焊機具，利用摩擦焊接原理通過在傳動主軸5上設(shè)置慣量加載系統(tǒng)3，在焊接過程中焊接工具8可通過動力馬達6或慣量加載系統(tǒng)3單獨驅(qū)動，也可通過二者共同作用驅(qū)動，可實現(xiàn)全自動化、高質(zhì)量的塞補焊接操作。

本實用新型的第二實施例也提供了一種摩擦塞補焊機具，第二實施例與第一實施例基本相同，第二實施例的主要區(qū)別特征在于：再結(jié)合圖1所示，在慣量加載系統(tǒng)3中設(shè)置了離合機構(gòu)32，進而慣性飛輪31可采用組合形式疊加實現(xiàn)慣量的增減，離合機構(gòu)能自動實現(xiàn)慣性飛輪與傳動主軸5的吸合及脫除，離合機構(gòu)32吸合時傳動主軸5帶動慣性飛輪旋轉(zhuǎn)蓄積能量，離合機構(gòu)32分離時慣性飛輪31與傳動主軸5脫離，使得慣性飛輪31蓄積的能量從系統(tǒng)中脫離。實際使用中，往往采用慣性飛輪31與離合機構(gòu)32組合使用，在實際焊接加工開始前以及在加工過程中均能自動實現(xiàn)慣量的增減，使得焊接能量輸入的可調(diào)性更強，極大的提高焊接操作的便捷性。

本實用新型的第三實施例也提供了一種摩擦塞補焊機具，第三實施例與第一實施例基本相同，第三實施例的主要區(qū)別特征在于：如圖2所示，傳動主軸5上可設(shè)置制動機構(gòu)4，用于實現(xiàn)對傳動主軸5的反扭矩制動，在焊接過程中，通過制動機構(gòu)4介入可用來調(diào)節(jié)焊接工具8對焊接工件9的能量輸出，這樣極大的提高了焊接操作過程中能量輸入的可控性，使得焊接過程更有利于實現(xiàn)。

本實用新型通過動力馬達6及主軸頂鍛系統(tǒng)2的組合使用，使得焊接工具8同時具有實現(xiàn)焊接所需的旋轉(zhuǎn)動能及軸向動能，同時本實用新型設(shè)置了慣量加載系統(tǒng)3，不僅可以手動實現(xiàn)慣性飛輪31的增減，也可通過離合機構(gòu)32自動實現(xiàn)轉(zhuǎn)動慣量的增減，此外本實用新型在傳動主軸5上設(shè)有制動機構(gòu)4，用于實現(xiàn)對傳動主軸5的反扭矩制動，制動機構(gòu)4的設(shè)置可用來調(diào)節(jié)焊接工具8對焊接工件9的能量輸出，這樣極大的提高了焊接操作過程中能量輸入的可控性，使得焊接過程更有利于實現(xiàn)。

以上對實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，實用新型并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的作用形式及相應(yīng)設(shè)備和結(jié)構(gòu)的改變應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實施。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改做出若干簡單推演、變形或替換，這并不影響實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。