CN107116298A - 一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置及其处理工艺，属于轮毂焊接的技术领域。一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置及其处理工艺包括设置于工作台上的旋转装置、设置于旋转装置上的定位装置以及设置定位装置上的压紧装置，并且压紧装置包括套设轮毂下片的压紧头和压紧轮毂上片的压紧盘；本发明通过将焊接处增厚的轮毂上片和轮毂下片安装于可旋转的压紧头和压紧盘之间，通过旋转并结合焊接头的焊接，实现了对轮毂上片和轮毂下片的焊接，实现轮毂的生产；在轮毂焊接完成后，将轮毂进行切削加工，去除因焊接形成的热机械影响区，保证焊接处性能于基体性能一致，产品质量更好，适用范围更广。

Description

一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置及其处理工艺

技术领域

本发明涉及轮毂焊接的技术领域，具体是涉及一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置及其处理工艺。

背景技术

随着汽车产业的发展，汽车的配套零部件的需求量也增长迅速，起着轮毂作为汽车零部件中最主要的零部件，能合理且快速的实现轮毂生产，提高轮毂的质量成为了现今关注的重点。

目前，市场上的轮毂产品采用的是厚度相同的两片轮毂制坯材料通过搅拌摩擦焊焊接而成，虽然这种轮毂的制造方式生产效率高，对于原材料的使用也较少，但是，焊接后会在两片轮毂制坯的焊接处留下热影响区，造成焊接的接头性能的强度低于基体组织，接头性能只能达到基体组织的90％，造成轮毂质量的低下，限制了在其他方面的应用。

综上所述，现有的轮毂焊接方式存在焊接后产品性能低于基体组织的问题，不利于焊接方式以及产品在其他方面的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置及其处理工艺，以设置一套便于轮毂焊接的装置，包括旋转盘和电机、并于旋转盘上固定定位柱，同时在定位柱上设置压紧头和压紧盘，并于压紧盘上设置上压缸，此时，轮毂下片套设于压紧头外，轮毂上片设置于压紧头和压紧盘之间，同时，轮毂上片的边缘与轮毂下片的一侧接触，实现对轮毂的焊接，焊接方便，精度高，并且在轮毂产品的制坯的焊接处增加10％～20％厚度的材料，焊接后通过切削加工去除焊接造成的热影响区，保证了焊接后轮毂产品的焊接性能与基体强度一致，提升了产品的品质，扩大了应用范围。

具体技术方案如下：

一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，具有这样的特征，包括：工作台、旋转装置、定位装置以及压紧装置，工作台上设置有旋转装置，旋转装置背离工作台的一侧固定有定位装置，并于定位装置背离旋转装置的一侧固定有压紧装置，其中，

旋转装置包括旋转盘和电机，旋转盘安装于工作台的台面上，电机设置于工作台的台面下且连接于旋转盘上；

定位装置为一支撑架，定位装置的底部固定于旋转盘背离工作台的台面的一侧；

压紧装置包括压紧头和压紧盘，压紧头固定于定位装置背离旋转盘的一侧，压紧头上套设有轮毂下片，压紧头的外壁与轮毂下片的内壁贴合，压紧头背离定位装置的一侧盖有轮毂上边，同时，轮毂上片背离压紧头的一侧覆盖有压紧盘。

上述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其中，压紧盘背离轮毂上片的一侧设置有动力缸，压紧盘固定于动力缸的驱动杆上。

上述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其中，压紧盘靠近轮毂上片一侧的中部设置有凸起，且凸起沿垂直于压紧盘的方向设置，同时，凸起伸入轮毂上片的中心孔内并与中心孔配合。

上述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其中，定位装置纵截面呈“土”字形设置，包括上层、下层以及位于上层上的突出轴，下层背离上层的一侧与旋转盘接触，上层背离下层的一侧固定有压紧头，同时，压紧头还套设于突出轴上。

上述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其中，定位装置的上层和压紧头之间通过螺纹紧固件连接。

上述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其中，定位装置的突出轴呈圆台型设置，且突出轴上横截面大的一端为靠近上层的一端。

上述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其中，旋转盘和工作台之间设置有轴承。

一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯的处理工艺，其特征在于，首先增大轮毂上片和轮毂下片两者焊接处的厚度，然后将焊接头移动到焊接处，开启电机来实现轮毂上片和轮毂下片的同步转动，完成焊接作业，最后采用切削加工去除轮毂上片和轮毂下片焊接处的余量。

上述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯的处理工艺，其中，焊接头包括搅拌头，搅拌头在焊接时伸入到焊缝中，且搅拌头偏转可调范围为-45°～45°。

上述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯的处理工艺，其中，轮毂上片和轮毂下片的焊接处增厚的厚度为原厚度的10％～20％。

上述技术方案的积极效果是：1、设置旋转盘，并将轮毂上片和轮毂下片均固定于旋转盘上的部件上并跟随旋转盘转动，便于焊接，提高焊接效率；2、定位装置和压紧头之间通过螺纹紧固件连接，且定位装置的突出轴呈圆台设置，压紧头套设于突出轴上，便于压紧头的定位和安装，同时可更换不同规格的压紧头，适用于不同规格轮毂的焊接，适应性更高；3、压紧盘上靠近轮毂上片的一侧设置有配合轮毂上片的中心孔的凸起，固定更准确，防止在旋转过程中发生位移而影响产品的焊接质量；4、将轮毂上片和轮毂下片两者上的焊接处作加厚处理，焊接后再通过切削加工去除，避免了产生的焊接热机械影响区导致产品性能下降的问题，扩大了产品和方法的应用范围。

附图说明

图1为本发明的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置的实施例的结构图；

图2为本发明一较佳实施例的轮毂上片和轮毂下片焊接处的结构图；

图3为本发明的工艺流程图。

附图中：1、工作台；2、旋转盘；21、电机；3、定位装置；31、下层；32、上层；33、突出轴；4、压紧头；5、压紧盘；51、凸起；6、焊接头；7、动力缸；8、轮毂上片；9、轮毂下片；A、外侧壁；B、内侧壁。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图3对本发明提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本发明的限定。

图1为本发明的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置的实施例的结构图。如图1所示，本实施例提供的铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置包括：工作台1、旋转盘2、电机21、定位装置3、下层31、上层32、突出轴33、压紧头4、压紧盘5、凸起51、焊接头6、动力缸7、轮毂上片8以及轮毂下片9。

具体的，工作台1上设置有旋转装置，旋转装置包括电机21和旋转盘2，旋转盘2设置于工作台1的台面上，电机21设置于工作台1的台面下，同时，电机21连接于旋转盘2的底部，通过电机21的旋转能带动旋转盘2旋转，便于焊接的进行。

具体的，旋转盘2背离工作台1的台面的一侧设置有定位装置3，定位装置3设置于旋转盘2的中心，定位装置3跟随旋转盘2的旋转而旋转，保证了定位装置3和旋转盘2同心设置，从而提高了焊接精度，保证了产品的质量。

具体的，定位装置3为一支撑架，定位装置3的纵截面形状呈“土”字形设置，定位装置3包括底部的下层31和中部的上层32以及上部的且设置于上层32上的突出轴33，并且，定位装置3的下层31背离上层32的一侧与旋转盘2接触，定位装置3的上层32上设置有压紧头4，并且压紧头4套设于突出轴33上，同时，突出轴33呈圆台设置，突出轴33横截面大的一端固定于上层32上，为压紧头4的安装进行定位，保证了压紧头4能更顺利且更准确的套设于突出轴33上，提升轮毂焊接的品质。

更加具体的，压紧头4和定位装置3的上层32之间采用螺纹紧固件连接，便于压紧头4的安装和更换，实现了对不同规格的压紧头4的安装，从而实现对不同规格轮毂的焊接，适应性更高。

更加具体的，压紧头4外套设有轮毂下片9，且轮毂下片9的内壁与压紧头4的外壁贴合，保证了轮毂下片9位置的准确性，提高轮毂焊接的品质，同时，压紧头4背离上层32的一侧盖设有轮毂上片8，并且轮毂上片8和轮毂下片9在压紧头4的侧壁上拼接。

更加具体的，压紧头4属于压紧装置，但压紧装置还包括压紧盘5，压紧盘5设置于轮毂上片8背离压紧头4的一侧，压紧盘5背离轮毂上片8的一侧连接于一动力缸7的驱动轴上，通过动力缸7驱动轴的伸缩运动实现压紧盘5对轮毂上片8的压紧和松开，防止轮毂上片8在焊接过程中发生位移。

更加具体的，压紧盘5靠近轮毂上片8的一侧的中部设置有一凸起51，凸起51伸入轮毂上片8中心的中心孔内，并且凸起51与中心孔配合，实现对轮毂上片8的进一步固定，提升产品的焊接精度。

作为优选的实施方式，旋转盘2和工作台1之间设置有轴承，便于旋转盘2的旋转，减少摩擦损耗，延长装置的使用寿命。

图2为本发明一较佳实施例的轮毂上片和轮毂下片焊接处的结构图；图3为本发明的工艺流程图。如图1、图2以及图3所示，先将轮毂上片8和轮毂下片9的焊接处的厚度增大，增大的厚度覆盖于轮毂上片8和轮毂下片9的内侧壁B以及外侧壁A上，再将轮毂下片9套设于压紧头4上，将轮毂上片8盖设于压紧头4上，同时将压紧盘5对齐后通过动力缸7将压紧盘5压紧于轮毂上片8上，实现轮毂上片8和轮毂下片9的安装固定，然后将焊接头6移动到轮毂上片8和轮毂下片9的焊接处，并开启电机21，由电机21带动旋转盘2旋转，实现对轮毂上片8和轮毂下片9的焊接，最后，待焊接完成后通过切削加工完成对轮毂上片8和轮毂下片9的焊接处多余材料的切除，完成产品的焊接。

轮毂上片8和轮毂下片9上增加的厚度为原厚度的10％～20％，保证了后续的切削加工能完全切除因焊接形成的热机械影响区，保证产品在焊接后的焊接处的性能和基体性能一致，提升了产品质量，同时扩大了这种焊接方式和产品的应用范围。

焊接头6包括搅拌头，搅拌头在焊接过程中伸入焊缝中实现焊接，并且搅拌头的偏转可调范围为-45°～45°，适应性更高。

本实施例提供的铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置及其处理工艺，包括设置于工作台1上的旋转装置、设置于旋转装置上的定位装置3以及设置定位装置3上的压紧装置，并且压紧装置包括套设轮毂下片9的压紧头4和压紧轮毂上片8的压紧盘5；通过将焊接处增厚的轮毂上片8和轮毂下片9安装于可旋转的压紧头4和压紧盘5之间，通过旋转并结合焊接头6的焊接，实现了对轮毂上片8和轮毂下片9的焊接，实现轮毂的生产；在轮毂焊接完成后，将轮毂进行切削加工，去除因焊接形成的热机械影响区，保证焊接处性能于基体性能一致，产品质量更好，适用范围更广。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其特征在于，包括：工作台、旋转装置、定位装置以及压紧装置，所述工作台上设置有所述旋转装置，所述旋转装置背离所述工作台的一侧固定有所述定位装置，并于所述定位装置背离所述旋转装置的一侧固定有所述压紧装置，其中，

所述旋转装置包括旋转盘和电机，所述旋转盘安装于所述工作台的台面上，所述电机设置于所述工作台的台面下且连接于所述旋转盘上；

所述定位装置为一支撑架，所述定位装置的底部固定于所述旋转盘背离所述工作台的台面的一侧；

所述压紧装置包括压紧头和压紧盘，所述压紧头固定于所述定位装置背离所述旋转盘的一侧，所述压紧头上套设有轮毂下片，所述压紧头的外壁与所述轮毂下片的内壁贴合，所述压紧头背离所述定位装置的一侧盖有轮毂上边，同时，所述轮毂上片背离所述压紧头的一侧覆盖有所述压紧盘。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其特征在于，所述压紧盘背离所述轮毂上片的一侧设置有动力缸，所述压紧盘固定于所述动力缸的驱动杆上。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其特征在于，所述压紧盘靠近所述轮毂上片一侧的中部设置有凸起，且所述凸起沿垂直于所述压紧盘的方向设置，同时，所述凸起伸入所述轮毂上片的中心孔内并与所述中心孔配合。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其特征在于，所述定位装置纵截面呈“土”字形设置，包括上层、下层以及位于所述上层上的突出轴，所述下层背离所述上层的一侧与所述旋转盘接触，所述上层背离所述下层的一侧固定有压紧头，同时，所述压紧头还套设于所述突出轴上。

5.根据权利要求4所述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其特征在于，所述定位装置的所述上层和所述压紧头之间通过螺纹紧固件连接。

6.根据权利要求4所述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其特征在于，所述定位装置的突出轴呈圆台型设置，且所述突出轴上横截面大的一端为靠近所述上层的一端。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯装置，其特征在于，所述旋转盘和所述工作台之间设置有轴承。

8.一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯的处理工艺，其特征在于，首先增大所述轮毂上片和所述轮毂下片两者焊接处的厚度，然后将焊接头移动到焊接处，开启所述电机来实现所述轮毂上片和所述轮毂下片的同步转动，完成焊接作业，最后采用切削加工去除所述轮毂上片和所述轮毂下片焊接处的余量。

9.根据权利要求8所述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯的处理工艺，其特征在于，所述焊接头包括搅拌头，所述搅拌头在焊接时伸入到焊缝中，且所述搅拌头偏转可调范围为-45°～45°。

10.根据权利要求8所述的一种铝合金轮毂搅拌摩擦焊制坯的处理工艺，其特征在于，所述轮毂上片和所述轮毂下片的焊接处增厚的厚度为原厚度的10％～20％。