CN108098131A - 一种适合于长工件焊接的摩擦焊设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适合于长工件焊接的摩擦焊设备。通过在两个需要焊接的长工件之间引入一块相同或类似材料的过渡片，使过渡片相对于两个需要焊接的工件运动，具体运动形式包括旋转、线性往复运动、平动(或称轨道运动)等，同时两个长工件沿轴向同步地对位于工件之间的过渡片施加顶锻力，过渡片与两侧长工件端面摩擦产生热量加热两侧焊接界面，当界面温度达到材料锻造温度后继续施加一定的顶锻力或更大的顶锻力，使两侧长工件与中间过渡片实现焊接结合成为一体。本发明通过增设过渡片及给过渡片提供动能的动力装置，避免了直接对长工件施加动力，同时焊接所需顶锻力同步施加在过渡片两侧而方向相反，可以相互平衡，避免了使用较大的轴向力支撑轴承装置。
Description
技术领域
本发明涉及摩擦焊设备的技术领域，具体涉及一种适合于长工件焊接的摩擦焊设备，主要适用于管道、轨道等比较长的金属部件的焊接，具体应用场景包括油气管道、自来水管道、铁路轨道等的焊接安装。
背景技术
传统的摩擦焊设备及工艺，作用过程中，一个工件相对于另一个工件旋转，同时施加一定的顶锻力，使相对运动的工件摩擦产生热量加热结合界面，当界面温度到达材料锻造温度时，继续保持一定的顶锻力或施加更大的顶锻力使两个工件实现焊接结合。具体应用时，摩擦焊接过程中做旋转运动的工件长度会受到限制，传统的摩擦焊设备无法让很长的两个工件做相对运动进而实现焊接结合。
发明内容
针对上述的技术问题，本发明提供了一种新的摩擦焊设备及方法，能够实现长工件的焊接接长。具体而言，通过在两个需要焊接的长工件之间引入一块相同或类似材料的过渡片，使过渡片相对于两个需要焊接的工件运动，具体运动形式包括旋转、线性、平动等，同时两个长工件沿长度方向(轴向)同步的对位于工件之间的过渡片施加顶锻力，过渡片与两侧长工件端面摩擦产生热量加热两侧焊接界面，当界面温度达到材料锻造温度后继续施加一定的顶锻力或更大的顶锻力，使两侧长工件与中间过渡片实现焊接结合成为一体。本发明通过增设过渡片及给过渡片提供动能的动力装置，避免了直接对长工件施加动力，同时焊接所需顶锻力同步施加在过渡片两侧而方向相反，可以相互平衡，避免了使用较大的轴向力支撑轴承装置。本发明设备结构紧凑，使其能够在不同安装平台、不同使用环境下工作，特备适合户外移动式焊接作业流程。采用的具体技术方案如下：
一种适合于长工件焊接的摩擦焊设备，包括:动力箱,所述动力箱位于设备轴向中间位置，其前后沿轴向分别对称布置前中心架、后中心架、前夹紧组件、后夹紧组件、前滑台、后滑台；设备下部设有底座，所述底座上部设有固定导轨，作为所述动力箱、前后滑台及前后中心架的定位基准，所述动力箱及所述前后中心架与所述导轨定位锁定；所述前后滑台下部设滚动履，所述滚动履固定于滑台下部，滑台通过其与导轨定位连接，前后滑台通过滚动履可沿所述导轨轴向滑动；所述前后夹紧组件整体固定于所述前后滑台侧面，所述前后夹紧组件中心线与所述动力箱中心线重合；所述前后滑台侧面设拉缸，所述拉缸沿轴线对称布置，所述拉缸的缸筒部分与所述前后滑台固定连接，所述拉缸的活塞杆头部与所述动力箱侧面固定连接。
其中，所述的动力箱或为可传递出沿固定轴旋转的运动模式的动力箱，或为可传递出沿线性轨迹往复运动的运动模式的动力箱，或为可传递出沿中心点平动的运动模式的动力箱中的任一种。
本发明可实现以下的有益效果：
1.功能上可实现较长工件的接长焊接，如油气水管道、铁路轨道等。
2.设计了不同运动模式的动力箱，适应于不同截面形状工件的焊接接长，可通过更换不同运动模式的动力箱组件实现不同形状工件的焊接。
3.设备可搭载于不同平台进行相关焊接操作，特别适合于在户外开展相关工件接长的焊接操作。
附图说明
图1为本发明一种适合于长工件焊接的摩擦焊设备焊接操作时的主视结构示意图。
图2为本发明一种适合于长工件焊接的摩擦焊设备焊接操作时的俯视结构示意图。
图3为动力箱传递出沿固定轴旋转、沿线性轨迹往复运动、沿中心点平动三种运动模式的示意图。
图中：1.前工件，2.前中心架，3.前夹紧组件，4.前滑台，5.动力箱，6.过渡片，7.后滑台，8.后夹紧组件，9.后中心架，10.后工件，11.导轨，12.底座，13.滚动履，14.前拉缸，15.后拉缸。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
前、后工件1、10通过前、后中心架2、9进行预定位，中心架作为导向引导工件端部沿轴向依次穿过前、后夹紧组件3、8的内套以及前、后滑台4、7，最后到达动力箱5。动力箱5的中心位置放置过渡片6，过渡片6由动力箱5中的驱动执行器驱动，其中由驱动执行器最后传递给过渡片6的运动模式分三种：沿固定轴旋转、沿线性轨迹往复运动、沿中心点平动(参阅图3)。实际操作过程中，过渡片6运动模式的选择主要取决于工件端面的形状，例如，需要焊接接长的工件端部截面是圆形或环形面，则首选旋转运动模式，若需要焊接连接的工件端部截面是异形的(如轨道截面)，则首选线性往复运动或平动。由于让过渡片6实现不同的运动形式，动力箱5的配置完全不同，因此在实际应用时，单一动力箱往往只能实现单一运动模式，在需要其它运动模式的场合，可将设备动力箱组件整体更换为相应的运动模式动力箱。
当前、后工件1、10沿轴向到达预设位置后，通过前、后夹紧组件3、8中相应的执行机构对工件进行夹紧，之后，前、后拉缸14、15同时驱动前、后滑台4、7向中间动力箱5移动，当前、后工件1、10的端面都接触到中间过渡片6后，通过前、后拉缸14、15施加一定的预顶力进行预顶操作，预顶操作的目的是为了确保前、后夹紧组件3、8对工件夹持的可靠性，确保工件与夹紧组件不会有相对滑动。预顶操作完成并确信夹紧可靠性后，通过拉缸将两侧滑台均后退一定距离，使工件端面与过渡片端面间隔一定距离，之后，启动动力箱5，当动力箱5驱动过渡片6达到预设转速或频率后，前、后拉缸14、15分别同步驱动前、后工件1、10与过渡片6接触摩擦，最后完成焊接结合。其中，焊接过程中工件对过渡片的顶锻力以及过渡片的转速或频率均通过预设程序进行控制及调节。
Claims (2)
1.一种适合于长工件焊接的摩擦焊设备，包括:动力箱,所述动力箱位于设备轴向中间位置，其前后沿轴向分别对称布置前中心架、后中心架、前夹紧组件、后夹紧组件、前滑台、后滑台；设备下部设有底座，所述底座上部设有固定导轨，作为所述动力箱、前后滑台及前后中心架的定位基准，所述动力箱及所述前后中心架与所述导轨定位锁定；所述前后滑台下部设滚动履，所述滚动履固定于滑台下部，滑台通过其与导轨定位连接，前后滑台通过滚动履可沿所述导轨轴向滑动；所述前后夹紧组件整体固定于所述前后滑台侧面，所述前后夹紧组件中心线与所述动力箱中心线重合；所述前后滑台侧面设拉缸，所述拉缸沿轴线对称布置，所述拉缸的缸筒部分与所述前后滑台固定连接，所述拉缸的活塞杆头部与所述动力箱侧面固定连接。
2.根据权利要1所述的一种适合于长工件焊接的摩擦焊设备，其特征在于：所述动力箱或为可传递出沿固定轴旋转的运动模式的动力箱，或为可传递出沿线性轨迹往复运动的运动模式的动力箱，或为可传递出沿中心点平动的运动模式的动力箱中的任一种。
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