一種用于水下摩擦疊焊的排水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固相焊技術(shù)領(lǐng)域，更加具體地說(shuō)，涉及一種新型的摩擦疊焊局部干法排水裝置。
【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W M Thomas, E DNicholas等人于1992年發(fā)明的。近十年來(lái)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(guó)內(nèi)方面北京石油化工學(xué)院、天津大學(xué)等都對(duì)摩擦疊焊做了初步的研究。
[0003]摩擦疊焊的單?？缀附颖环Q為Frict1n Hydro Pillar Processing (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(guò)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)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(xiàng)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(diǎn)，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(diǎn)，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(shì)，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(huì)導(dǎo)致淬硬組織的出現(xiàn)，不利于縫焊過(guò)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(guò)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(guó)內(nèi)外對(duì)摩擦疊焊局部干法水下焊接的研究也尚處于起步階段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(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?tīng)I(yíng)造空氣環(huán)境下焊接的問(wèn)題，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)流程以及實(shí)驗(yàn)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]本發(fā)明的技術(shù)目的通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]一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(pán)，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(gè)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(huì)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(guò)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(gè)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(pán)與墊板相連，所述墊板連接在法蘭的底部，所述磁力吸盤(pán)和墊板的數(shù)量一致，所述磁力吸盤(pán)沿法蘭圓周方向均勻分布，例如4一6個(gè)磁力吸盤(pán)；磁力吸盤(pán)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(guò)程中柔性外殼剛度不夠?qū)е碌乃謨A翻，或者焊接過(guò)程中的震動(dòng)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(duì)各種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，焊接過(guò)程中焊接飛邊形成以及焊接穩(wěn)定性的觀察，利用本發(fā)明的設(shè)備可實(shí)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(guò)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(gè)連接件連接到磁力表座上，通過(guò)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(shí)驗(yàn)了。同時(shí)啟動(dòng)氣路，在焊接開(kāi)始前予以排水，以使水平面位于工件之下。啟動(dòng)摩擦疊焊設(shè)備，焊機(jī)主軸將向下運(yùn)動(dòng)，柔性外殼高度方向收縮，試樣和母材工件接觸，焊接過(guò)程開(kāi)始，整個(gè)過(guò)程可以通過(guò)透明的柔性外殼觀察。通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案可以得到局部干法水下焊接的接頭。
[0014]本發(fā)明針對(duì)摩擦疊焊水下局部干法的焊接實(shí)驗(yàn)所需。該實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要用于摩擦疊焊局部干法的焊接，可以對(duì)保證局部干法的順利實(shí)施并且可以很直觀的觀察焊接過(guò)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(duì)摩擦疊焊的理論研究方面有重要的意義。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的排水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I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(pán),6為墊板,7為安裝孔,8為連接卡箍。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0017]如附圖1所示，本發(fā)明的排水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I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(pán),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(gè)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(huì)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(guò)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(gè)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(pán)與墊板相連，所述墊板連接在法蘭的底部，所述磁力吸盤(pán)和墊板的數(shù)量一致，所述磁力吸盤(pán)沿法蘭圓周方向均勻分布，例如4一6個(gè)磁力吸盤(pán)；磁力吸盤(pán)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(guò)程中柔性外殼剛度不夠?qū)е碌乃謨A翻，或者焊接過(guò)程中的震動(dòng)導(dǎo)致排水裝置位置變化等。
[0023]在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(guò)卡箍連接，磁力吸盤(pán)固定在法蘭上，使其緊貼工件的表面。磁力吸盤(pán)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，磁的吸力就會(huì)通過(guò)墊板傳遞到法蘭，壓緊海綿，使其和工件表面緊密接觸，同時(shí)啟動(dòng)氣路，在焊接開(kāi)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(huì)對(duì)排水效果造成影響。啟動(dòng)摩擦疊焊設(shè)備，焊機(jī)主軸將向下運(yùn)動(dòng)，柔性外殼高度方向收縮，試樣和母材工件接觸，焊接過(guò)程開(kāi)始，整個(gè)過(guò)程可以通過(guò)透明的柔性外殼觀察。
[0024]以上對(duì)本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說(shuō)明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(pán)，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(gè)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，其高度會(huì)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(guò)程； 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，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； 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； 所述磁力吸盤(pán)與墊板相連，所述墊板連接在法蘭的底部，所述磁力吸盤(pán)和墊板的數(shù)量一致，所述磁力吸盤(pán)沿法蘭圓周方向均勻分布，用以固定排水裝置的位置，防止排水過(guò)程中柔性外殼剛度不夠?qū)е碌乃謨A翻，或者焊接過(guò)程中的震動(dòng)導(dǎo)致排水裝置位置變化。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(gè)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(pán)沿法蘭圓周方向均勻分布4一6個(gè)磁力吸盤(pán)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)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(gè)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(pán)與墊板相連，所述墊板連接在法蘭的底部，所述磁力吸盤(pán)和墊板的數(shù)量一致，所述磁力吸盤(pán)沿法蘭圓周方向均勻分布。本發(fā)明解決摩擦疊焊水下焊接焊接質(zhì)量較差，在水下?tīng)I(yíng)造空氣環(huán)境下焊接的問(wèn)題，優(yōu)化水下焊接工序，擴(kuò)大工藝參數(shù)范圍的目的。
【IPC分類(lèi)】B23K20/26, B23K20/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105014233
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410171404
【發(fā)明人】賀鈞, 王志江, 崔雷, 鄧彩艷, 王東坡
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2014年4月25日