CN107538129B - 一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置 - Google Patents
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Abstract
一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，其技术要点是：包括装置本体，装置本体为与搅拌头相连接的弹性分离装置，所述弹性分离装置的上部设置有固定座，固定座上有与搅拌针的纵轴相平行的螺柱穿过，螺柱的另一侧连接有上限位环，固定座与上限位环之间的螺柱的外表面设置有弹力发生机构，上限位环上还设置有第二螺柱穿过，第二螺柱的另一侧连接有下限位环，上限位环与下限位环之间的第二螺柱的外表面设置有弹力发生机构，穿过下限位环侧的第二螺柱的端部连接有顶块；采用该技术方案，不破坏焊点及周围材料，避免机头抬起过程中由于材料粘连而产生的剥离破坏，解决由于焊点与夹具作用点距离过远而产生的焊点破坏及工件变形。
Description
技术领域
本发明涉及焊接辅助装置技术领域，具体的说是一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置。
背景技术
搅拌摩擦点焊是在搅拌摩擦焊基础上发展起来的一种焊接技术，采用的技术原理与搅拌摩擦焊相同，将旋转的搅拌头插入被焊的两层工件，利用摩擦产热和搅拌头高速旋转所形成的塑性金属流动而形成焊点。回填式搅拌摩擦点焊焊后没有匙孔，采用类似于可回抽式的搅拌头，焊接过程中通过搅拌针的回抽使得材料填充到空腔中，得到完整的无匙孔的焊点，比常规搅拌摩擦点焊更具有优势。迄今为止，在单点连接时采用的主要方法是电阻点焊、冲压铆接、铆接和自钻孔紧固等，但在实际应用中都存在一定局限性。尤其是对于航空常用的铝合金，由于铝合金与碳钢相比具有特殊的热物理性能，铝合金导电、导热性好，线膨胀系数大，比热容大，高强度铝合金的高温强度并不低，塑性温度区窄，表面易氧化等，使得传统的电阻点焊焊接铝合金时能源消耗大，投资成本高，并且接头性能也较差。搅拌摩擦点焊完全克服了电阻点焊的缺点，该焊接方法在焊前不需要进行焊前预处理，不会产生烟尘和飞溅，是一项绿色环保的焊接技术。同铆接技术相比，搅拌摩擦点焊焊接过程中不需添加如铆钉或螺栓等材料，不但可以节材减重，而且接头为冶金连接，不会在振动过程中出现松动，因此在航空、航天、船舶、汽车、电子等众多领域都得到了大量应用，而且应用的深度和广度呈现急速增长态势，具有非常好的开发潜力和应用前景。
现有的回填式搅拌摩擦点焊的搅拌头由三部分合成：其中最外面的部分起压紧作用，当搅拌头开始接触板材时，外面部分向下施加一个压力，使得两块板材紧密的结合在一起；中间部分起到传统搅拌头轴肩的作用，为圆筒型；最里面的部分相当于传统搅拌头的搅拌针。搅拌摩擦点焊技术可获得性能优异的的焊点，但由于回填式搅拌摩擦点焊的搅拌头为结构组成因素，有时会导致焊接过程中塑性金属在空间上的流动比较复杂，带有垂直相对运动的搅拌针与轴肩之间以及轴肩与轴套之间具有无法消除的本征间隙，在焊接过程中易产生含料现象；在焊接完成后机头抬起过程中，由于机头停止运转或旋转速度降低、材料固化，导致搅拌头与材料发生粘连而导致焊后表面粗糙，严重时甚至会导致焊点部位材料剥离变形，对焊点的内部结构、表面外观以及焊后性能产生影响。
以上问题是现有的搅拌摩擦点焊目前面临的技术问题，不但影响焊接效率及性能，而且在一定程度上限制了搅拌摩擦点焊技术的应用。
发明内容
本发明的目的，就是解决以上技术中存在的问题，并为此提供一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置及制作方法。
一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，包括装置本体，装置本体为与搅拌头相连接的弹性分离装置，所述弹性分离装置的上部设置有固定座，固定座上有与搅拌针的纵轴相平行的螺柱穿过，螺柱的另一侧连接有上限位环，固定座与上限位环之间的螺柱的外表面设置有弹力发生机构，上限位环上还设置有第二螺柱穿过，第二螺柱的另一侧连接有下限位环，上限位环与下限位环之间的第二螺柱的外表面设置有弹力发生机构，穿过下限位环侧的第二螺柱的端部连接有顶块。
进一步地，所述螺柱的外表面设置有螺纹，第二螺柱的外表面设置有螺纹。
进一步地，所述弹力发生机构为弹簧。
进一步地，所述弹力发生机构为气缸。
进一步地，所述固定座与搅拌头的外表面通过螺丝相连接，固定座包括内固定环和外固定环，外固定环的顶部高于内固定环的顶部。
进一步地，所述螺柱分别与固定座和上限位环通过螺纹连接，第二螺柱分别与上限位环和下限位环通过螺纹连接。
进一步地，所述螺柱的数量为3-8个，第二螺柱的数量为3-8个。
进一步地，所述顶块为环状顶块。
本发明的优点：
1，不破坏焊点及周围材料，保证了焊后焊点的内部成形以及力学性能；
2，避免机头抬起过程中由于材料粘连而产生的剥离破坏；
3, 解决由于焊点与夹具作用点距离过远而产生的焊点破坏及工件变形。
附图说明
图1是本发明主视图的剖视结构示意简图；
图2是本发明的固定座的俯视结构示意简图。
具体实施例
为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图以及实施例对本发明的技术方案作以详细说明。
实施例1
如图1所示，一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，包括装置本体1，装置本体1与搅拌头2相连接的弹性分离装置，所述弹性分离装置的上部设置有固定座3，固定座3上有与搅拌针2的纵轴相平行的螺柱4穿过，螺柱4的另一侧连接有上限位环6，固定座3与上限位环6之间的螺柱4的外表面设置有弹力发生机构5，上限位环6上还设置有第二螺柱9穿过，第二螺柱9的另一侧连接有下限位环7，上限位环6与下限位环7之间的第二螺柱9的外表面设置有弹力发生机构5，穿过下限位环7侧的第二螺柱9的端部连接有顶块8。
实施例2
如图1所示，一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，包括装置本体1，装置本体1与搅拌头2相连接的弹性分离装置，所述弹性分离装置的上部设置有固定座3，固定座3上有与搅拌针2的纵轴相平行的螺柱4穿过，螺柱4的外表面设置有螺纹，螺柱4的另一侧连接有上限位环6，螺柱分别与固定座和上限位环通过螺纹连接，固定座3与上限位环6之间的螺柱4的外表面设置有弹力发生机构5，上限位环6上还设置有第二螺柱9穿过，第二螺柱9的外表面设置有螺纹，第二螺柱9的另一侧连接有下限位环7，第二螺柱分别与上限位环和下限位环通过螺纹连接，上限位环6与下限位环7之间的第二螺柱9的外表面设置有弹力发生机构5，穿过下限位环7侧的第二螺柱9的端部连接有顶块8。
实施例3
如图1-2所示，一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，包括装置本体1，装置本体1与搅拌头2相连接的弹性分离装置，所述弹性分离装置的上部设置有固定座3，固定座3包括内固定环10和外固定环11，外固定环11的顶部高于内固定环10的顶部，固定座3与搅拌头2的外表面通过螺丝相连接，固定座3上有与搅拌针2的纵轴相平行的螺柱4穿过，螺柱4的另一侧连接有上限位环6，固定座3与上限位环6之间的螺柱4的外表面设置有弹力发生机构5，弹力发生机构5为弹簧，上限位环6上还设置有第二螺柱9穿过，第二螺柱9的另一侧连接有下限位环7，上限位环6与下限位环7之间的第二螺柱9的外表面设置有弹力发生机构5，穿过下限位环7侧的第二螺柱9的端部连接有顶块8。
实施例4
如图1所示，一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，包括装置本体1，装置本体1与搅拌头2相连接的弹性分离装置，所述弹性分离装置的上部设置有固定座3，固定座3上有与搅拌针2的纵轴相平行的螺柱4穿过，螺柱4的另一侧连接有上限位环6，固定座3与上限位环6之间的螺柱4的外表面设置有弹力发生机构5，上限位环6上还设置有第二螺柱9穿过，第二螺柱9的另一侧连接有下限位环7，上限位环6与下限位环7之间的第二螺柱9的外表面设置有弹力发生机构5，穿过下限位环7侧的第二螺柱9的端部连接有顶块8，顶块8为环状顶块，所述螺柱的数量为3-8个，第二螺柱的数量为3-8个。
实施例5
如图1-2所示，一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，包括装置本体1，装置本体1与搅拌头2相连接的弹性分离装置，所述弹性分离装置的上部设置有固定座3，固定座3包括内固定环10和外固定环11，外固定环11的顶部高于内固定环10的顶部，固定座3与搅拌头2的外表面通过螺丝相连接，固定座3上有与搅拌针2的纵轴相平行的螺柱4穿过，螺柱4的另一侧连接有上限位环6，固定座3与上限位环6之间的螺柱4上设置有气缸，上限位环6上还设置有第二螺柱9穿过，第二螺柱9的另一侧连接有下限位环7，上限位环6与下限位环7之间的第二螺柱9上设置有气缸，穿过下限位环7侧的第二螺柱9的端部连接有顶块8。
实施例6
如图1-2所示，一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，包括装置本体1，装置本体1与搅拌头2相连接的弹性分离装置，所述弹性分离装置的上部设置有固定座3，固定座3与搅拌头2的外表面通过螺丝相连接，固定座3包括内固定环10和外固定环11，外固定环11的顶部高于内固定环10的顶部，固定座3上有与搅拌针2的纵轴相平行的螺柱4穿过，螺柱4的外表面设置有螺纹，螺柱4的另一侧连接有上限位环6，螺柱分别与固定座和上限位环通过螺纹连接，固定座3与上限位环6之间的螺柱4的外表面设置有弹力发生机构5，弹力发生机构5为弹簧，弹力发生机构5的两端分别镶嵌在固定座3和上限位环6上，对固定座3以及上限位环6起到斥开作用，上限位环6上还设置有第二螺柱9穿过，第二螺柱9的外表面设置有螺纹，第二螺柱9的另一侧连接有下限位环7，第二螺柱分别与上限位环和下限位环通过螺纹连接，上限位环6与下限位环7之间的第二螺柱9的外表面设置有弹力发生机构5，穿过下限位环7侧的第二螺柱9的端部连接有顶块8，顶块8为环状顶块，螺柱的数量为3-8个，第二螺柱的数量为3-8个。
本发明为回填式搅拌摩擦点焊技术过程产生的粘料及变形提供了解决方案，在工件材料未冷却前将待焊工件与点焊工具迅速分离，或者在点焊工具未停止旋转前抬起焊接头2实现点焊工具与工件分离。工件材料在未冷却前与点焊工具粘着力小，而点焊工具在旋转时与工件表面存在相对扭力与位移，前述两种情况下，点焊工具与工件易于分离而不破坏焊点及周围材料，保证了焊后焊点的内部成形以及力学性能。此外，在机头抬起的过程中，本发明对焊点周围的环状区域产生顶力，可有效避免机头抬起过程中由于材料粘连而产生的剥离破坏。
Claims (8)
1.一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，包括装置本体，其特征在于：装置本体为与搅拌头相连接的弹性分离装置，所述弹性分离装置的上部设置有固定座，固定座上有与搅拌针的纵轴相平行的螺柱穿过，螺柱的另一侧连接有上限位环，固定座与上限位环之间的螺柱的外表面设置有弹力发生机构，所述弹力发生机构对固定座以及上限位环起到斥开作用，上限位环上还设置有第二螺柱穿过，第二螺柱的另一侧连接有下限位环，上限位环与下限位环之间的第二螺柱的外表面设置有弹力发生机构，穿过下限位环侧的第二螺柱的端部连接有顶块。
2.根据权利要求1所述的一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，其特征在于：所述螺柱的外表面设置有螺纹，第二螺柱的外表面设置有螺纹。
3.根据权利要求1所述的一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，其特征在于：所述弹力发生机构为弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，其特征在于：所述弹力发生机构为气缸。
5.根据权利要求1所述的一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，其特征在于：所述固定座与搅拌头的外表面通过螺丝相连接，固定座包括内固定环和外固定环，外固定环的顶部高于内固定环的顶部。
6.根据权利要求1所述的一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，其特征在于：所述螺柱分别与固定座和上限位环通过螺纹连接，第二螺柱分别与上限位环和下限位环通过螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，其特征在于：所述螺柱的数量为3-8个，第二螺柱的数量为3-8个。
8.根据权利要求1所述的一种回填式搅拌摩擦点焊焊后粘料分离装置，其特征在于：所述顶块为环状顶块。
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