CN103394803B - 搅拌摩擦焊焊接工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种搅拌摩擦焊焊接工装，其包括用以固定一待焊工件的第一固定座、与第一固定座相对设置以固定另一待焊工件的第二固定座、以及形成在第一固定座与第二固定座之间的容置空间。所述第一固定座和第二固定座分别包括有基块、形成在基块上侧以支撑待焊工件的支撑面、以及设置在支撑面上方以固定待焊工件的若干压块。所述支撑面所在平面将所述容置空间分为位于支撑面上侧以容置待焊工件的第一容置腔、以及位于支撑面下方以选择性地容置一焊接垫板的第二容置腔。

Description

搅拌摩擦焊焊接工装

技术领域

本发明涉及一种搅拌摩擦焊焊接技术领域，尤其涉及一种搅拌摩擦焊焊接工装。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种高效、高质、节能、绿色的固相连接方式，以其独特的焊接方式成功解决一些熔焊难以实现的焊接，得到工业界的重视。但是，搅拌摩擦焊同时也存在一定的不足，其中一方面就是搅拌摩擦焊的工装问题。随着搅拌摩擦焊技术的发展，搅拌摩擦焊的核心搅拌头出现了多样化，主要包括常规的单轴肩搅拌头、双轴肩搅拌头、回抽式搅拌头、静轴肩搅拌头、无轴肩搅拌头、填丝搅拌头，这六种搅拌头按应用工装分类，除双轴肩搅拌头无需背部衬垫外，其余五种都需要良好的工装衬垫才能实现焊接，多种焊接形式就需要对应的焊接工装，使用的工装夹具单一性强，无法完成多种焊接形式的焊接任务。而且工装夹具选用不合理会出现焊缝变形、焊不透、内部隧道等缺陷，不管是生产应用还是技术研发都会造成经济损失、效率下降。

因此，有必要提供一种搅拌摩擦焊焊接工装以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可适用于多种焊接形式的搅拌摩擦焊焊接工装。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种搅拌摩擦焊焊接工装，其包括用以固定一待焊工件的第一固定座、与第一固定座相对设置以固定另一待焊工件的第二固定座、以及形成在第一固定座与第二固定座之间的容置空间；所述第一固定座和第二固定座分别包括有基块、形成在基块上侧以支撑待焊工件的支撑面、以及设置在支撑面上方以固定待焊工件的若干压块；所述支撑面所在平面将所述容置空间分为位于支撑面上侧以容置待焊工件的第一容置腔、以及位于支撑面下方以选择性地容置一焊接垫板的第二容置腔；所述基块设有向上突伸出支撑面的凸台及自凸台顶部凹陷形成的若干第一螺孔；所述压块通过螺钉与第一螺孔相配合而固定在基块上，并设有固定在凸台上的固定部及自固定部延伸入第一容置腔的抵压部，所述固定部上设有供螺钉穿过的穿孔。

作为本发明的进一步改进，所述第一固定座和第二固定座还分别包括有设置在支撑面与压块之间的压紧板。

作为本发明的进一步改进，所述凸台还设有侧向连通凸台外侧面与第一容置腔的若干第二螺孔，所述第一固定座和第二固定座还分别包括穿过第二螺孔以对待焊工件进行预紧调节的侧向预紧螺钉。

作为本发明的进一步改进，所述第一固定座和第二固定座还分别包括固定在基块上以对待焊工件沿第一固定座和第二固定座的长度方向进行限位的限位块。

作为本发明的进一步改进，所述焊接工装还包括对第一固定座和第二固定座进行相对定位的定位销。

作为本发明的进一步改进，所述焊接工装还包括分别设置在第一固定座和第二固定座两端、以将第一固定座和第二固定座固定至一工作台上的锁紧块。

作为本发明的进一步改进，所述焊接工装包括设置在所述第二容置腔内的所述焊接垫板及承载所述焊接垫板的中基块。

本发明的有益效果是：本发明通过在第一固定座和第二固定座之间设置选择性地容置一焊接垫板的第二容置腔，可使得本发明焊接工装通过简单的操作即可适用多种搅拌头的焊接形式，即在使用双轴肩搅拌头进行搅拌摩擦焊接时，将第二容置腔空置；在使用单轴肩搅拌头、回抽式搅拌头、静轴肩搅拌头、无轴肩搅拌头、填丝搅拌头等进行搅拌摩擦焊接时，在第二容置腔中设置焊接垫板，由此实现一工装多应用，降低成本，方便使用，提高工作效率；第二容置腔中的焊接垫板可根据焊缝位置的不同而设置在不同位置处，方便调节；另外，本发明中第一固定座和第二固定座之间的间距可调，从而使本发明焊接工装能够适应极限范围内的所有待焊工件尺寸。

附图说明

图1是本发明搅拌摩擦焊焊接工装一较佳实施方式的立体图；

图2是本发明搅拌摩擦焊焊接工装的另一较佳实施方式的立体图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

请参照图1所示为本发明搅拌摩擦焊焊接工装100的一较佳实施方式。本实施方式中所述搅拌摩擦焊焊接工装100包括用以固定一待焊工件801的第一固定座1、与第一固定座1相对设置以固定另一待焊工件802的第二固定座2、形成在第一固定座1与第二固定座2之间的容置空间3、以及分别设置在第一固定座1和第二固定座2两端、以将第一固定座1和第二固定座2固定至一工作台（未图示）上的锁紧块4。

所述第一固定座1和第二固定座2对称设置，其分别包括有基块11、形成在基块11上侧以支撑待焊工件801、802的支撑面110、以及设置在支撑面110上方且均匀设置的若干压块12。所述支撑面110所在平面将所述容置空间3分为位于支撑面110上侧以容置待焊工件801、802的第一容置腔31、以及位于支撑面110下方以选择性地容置一焊接垫板（未图示）的第二容置腔32。

所述基块11设有向上突伸出支撑面110的凸台111及自凸台111顶部凹陷形成的若干第一螺孔112。所述压块12通过螺钉13与第一螺孔112相配合而固定在基块11上，并设有固定在凸台111上的固定部121及自固定部121延伸入第一容置腔31的抵压部122，所述固定部121上设有供螺钉13穿过的穿孔123。通过采用该等压块12对待焊工件801、802侧缘进行压紧固定，一方面该压块12具有一定的刚性，抵压力度强；另一方面通过螺钉13与第一螺孔112刚性配合来调节该压块12的压紧度，并对该压块12进行锁定，可有效防止该压块12晃动；此外，通过螺钉13与第一螺孔112相配合，可调节压块12的高度，进而使本发明焊接工装100适用多种厚度的待焊工件801、802的焊接。

在本实施方式中，所述第一固定座1和第二固定座2还分别包括有设置在支撑面110与压块12之间的压紧板14。所述压紧板14抵压在待焊工件801、802上方，然后再通过压块12抵压在压紧板14上以对待焊工件801、802沿上下方向进行压紧固定，由此可使得待焊工件801、802表面受力均匀，提高焊接质量。假设本发明中第一固定座1和第二固定座2的长度方向为X轴方向，上下方向为Y轴方向，侧向的宽度方向为Z轴方向，则压块12和压紧板14通过螺钉13与第一螺孔112的配合，使得待焊工件801、802沿Y轴被稳固固定在压紧板14和支撑面110之间。另外，本发明中所述压紧板14还可根据需求设置为多个，即当两个待焊工件801、802厚度不同或待焊部位高度不同时，还可将部分压紧板14垫在待焊工件801、802下方以提高待焊工件上焊缝的高度，使得本发明搅拌摩擦焊焊接工装100可适用多种待焊工件及焊缝或焊接形式的焊接。

所述凸台111还设有侧向连通，即沿Z轴方向连通凸台111外侧面与第一容置腔31的若干第二螺孔113，所述第一固定座1和第二固定座2还分别包括穿过第二螺孔113以对待焊工件801、802进行预紧调节的侧向预紧螺钉15。由此，通过调节该侧向预紧螺钉15，可使得待焊工件801、802沿Z轴方向的预紧力得以调节，防止待焊工件801、802在焊接过程中被侧向抵持滑动，保持待焊工件801、802沿Z轴方向的位置不变。

所述第一固定座1和第二固定座2还分别包括固定在基块11上以对待焊工件801、802沿第一固定座1和第二固定座1轴向，即X轴方向进行限位的限位块16。所述限位块16靠近所述第一固定座1和第二固定座2的一端设置，以抵持在待焊工件801、802沿X轴方向的一端，从而对待焊工件801、802沿X轴方向进行定位。

此外，所述焊接工装100还包括对第一固定座1和第二固定座2进行相对定位的定位销17，即通过该定位销17可保持第一固定座1和第二固定座2的相对位置。所述第一固定座1和第二固定座2的基块11上设置有供定位销17穿过的通孔或凹槽（未图示），通过将定位销17固定在第一固定座1和第二固定座2的基块11上相对应的通孔或凹槽中，可保证第一固定座1和第二固定座2处于预定的相对位置状态，进而保证待焊工件801、802定位精确，进而提高焊接质量。

综上，本实施方式中的焊接工装100在使用时，首先调整第一固定座1和第二固定座2之间的间距，使其略大于待焊工件801、802的宽度，由此可见，本发明中第一固定座1和第二固定座2之间的间距可调，从而使本发明焊接工装100能够适应极限范围内的所有待焊工件尺寸；其次将待焊工件801、802安装至第一容置腔31中，使待焊工件801、802的一端抵持在限位块16上，以对待焊工件801、802进行X轴方向上的定位；然后调节侧向预紧螺钉15，以调节待焊工件801、802沿Z轴方向上的夹紧度，并保持待焊工件801、802沿Z轴方向的位置不变以对其进行Z轴方向上的定位；再调节螺钉13使得压块12抵压压紧板14而将待焊工件801、802的侧缘沿Y轴进行压紧定位；由此可见，本发明焊接工装100可将待焊工件801、802在X轴、Y轴、Z轴方向上均进行定位，从而适应待焊工件801、802在焊接过程中各方向上的受力特性，由此可有效保证搅拌摩擦焊的工艺要求，提高焊接精度。另外，本发明中待焊工件801、802收容于第一容置腔31中，并通过压紧板14和支撑面110对其侧缘沿厚度方向的上下两面通过面预紧固定，一方面使得待焊工件801、802受力均匀，另一方面采用对待焊工件801、802进行侧缘固定的固定方式，使得焊接过程易于观察记录。

请参照图2所示为本发明搅拌摩擦焊焊接工装100’的另一较佳实施方式，其为第一较佳实施方式中的焊接工装100的进一步应用，除了包括第一较佳实施方式中的焊接工装100中的所有元件外，还包括设置在所述第二容置腔32内的焊接垫板5及承载所述焊接垫板5的中基块6。通过该种设置，使得本发明搅拌摩擦焊焊接工装100’可适用于需要背部衬垫的所有搅拌头（未图示）的搅拌摩擦焊接形式。而在第二容置腔32中未设置上述焊接垫板5与中基块6的第一实施方式的焊接工装100可适用于双轴肩搅拌摩擦焊的焊接形式。

由此可见，通过可容纳焊接垫板5与上述中基块6的第二容置腔32的设置，可使得本发明焊接工装100、100’通过简单的操作即可适用多种搅拌头的搅拌摩擦焊接形式，即在使用双轴肩搅拌头（未图示）进行搅拌摩擦焊接时，将第二容置腔32空置；在使用单轴肩搅拌头、回抽式搅拌头、静轴肩搅拌头、无轴肩搅拌头、填丝搅拌头等（未图示）进行搅拌摩擦焊接时，在第二容置腔32中设置焊接垫板5及依需求设置承载或支撑固定该焊接垫板5的上述中基块6，由此实现一工装多应用，降低成本，方便使用，提高工作效率；并且，第二容置腔32中的焊接垫板5及中基块6可根据焊缝位置的不同而设置在不同位置处，方便调节。

此外，所述中基块6上也设置有供定位销17穿过的通孔，使得定位销17可对第一固定座1和第二固定座2及中基块6的相对位置进行定位。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于：所述焊接工装包括用以固定一待焊工件的第一固定座、与第一固定座相对设置以固定另一待焊工件的第二固定座、以及形成在第一固定座与第二固定座之间的容置空间；所述第一固定座和第二固定座分别包括有基块、形成在基块上侧以支撑待焊工件的支撑面、以及设置在支撑面上方以固定待焊工件的若干压块；所述支撑面所在平面将所述容置空间分为位于支撑面上侧以容置待焊工件的第一容置腔、以及位于支撑面下方以选择性地容置一焊接垫板的第二容置腔；所述基块设有向上突伸出支撑面的凸台及自凸台顶部凹陷形成的若干第一螺孔；所述压块通过螺钉与第一螺孔相配合而固定在基块上，并设有固定在凸台上的固定部及自固定部延伸入第一容置腔的抵压部，所述固定部上设有供螺钉穿过的穿孔。

2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于：所述第一固定座和第二固定座还分别包括有设置在支撑面与压块之间的压紧板。

3.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于：所述凸台还设有侧向连通凸台外侧面与第一容置腔的若干第二螺孔，所述第一固定座和第二固定座还分别包括穿过第二螺孔以对待焊工件进行预紧调节的侧向预紧螺钉。

4.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于：所述第一固定座和第二固定座还分别包括固定在基块上以对待焊工件沿第一固定座和第二固定座的长度方向进行限位的限位块。

5.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于：所述焊接工装还包括对第一固定座和第二固定座进行相对定位的定位销。

6.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于：所述焊接工装还包括分别设置在第一固定座和第二固定座两端、以将第一固定座和第二固定座固定至一工作台上的锁紧块。

7.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于：所述焊接工装包括设置在所述第二容置腔内的所述焊接垫板及承载所述焊接垫板的中基块。