CN108746987A - 一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及搅拌摩擦焊技术领域，且公开了一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，包括焊接基座，所述焊接基座顶侧表面的左端和右端分别安装有第一机架和第二机架，第一机架和第二机架的顶端安装有第三机架，第一机架和第二机架上分别安装有第一气缸和第二气缸，第一气缸和第二气缸上分别安装有第一紧固机构和第二紧固机构，第三机架上安装有第三气缸，第三气缸通过第一承托板与第一电机连接，第一电机通过承托座与延伸臂连接，延伸臂通过第二承托板与第二电机连接，第二电机的第二输出轴的轴端面固定安装在搅拌头的顶端面中心，搅拌头的底端与搅拌针的顶端通过螺纹连接。本发明解决了现有的搅拌摩擦焊装置，不能够对环缝进行焊接的问题。

Description

一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊技术领域，具体为一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置。

背景技术

申请公布号为CN107931825A的专利文献公开了一种大型椭球面工件的搅拌摩擦焊接拼接工装，包括固定底座、升降模胎、调整机构、机械压条以及升降机构，工件与升降模胎贴合，通过固定在升降模胎上的调整机构调整在升降模胎上的位置，机械压条两端固定在升降模胎上，升降机构包括升降机构由限位挡块、液压缸、导向轴以及液压缸底座，液压缸底座上通过螺纹联结固定有若干导向轴，液压缸通过螺纹固定在液压缸底座中间位置，液压缸底座上安装有限位挡块，升降模胎底部加工有若干导向孔与一个螺纹孔，分别与导向轴以及液压缸的推杆联结，调整机构由调整座与调整螺钉组成，旋转调整螺钉实现工件位置微调。

上述发明提高了大型椭球面工件搅拌摩擦焊接的生产效率，实现原位铣边与焊接。

但是，上述搅拌摩擦焊装置，存在着不能够对环缝进行焊接的技术问题，以及存在着不能够高效焊接环缝、不能够有效固定环形待焊接工件、不能够有效提高紧固机构的紧固性能、不能够高效除去焊接工件表面锈迹、不能够有效压紧待焊接工件与不能够有效防止待焊接工件旋转的技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，具备高效焊接环缝、有效固定环形待焊接工件、有效提高紧固机构的紧固性能、高效除去焊接工件表面锈迹、有效压紧待焊接工件与有效防止待焊接工件旋转等优点，解决了现有的搅拌摩擦焊装置，不能够对环缝进行焊接的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述高效焊接环缝、有效固定环形待焊接工件、有效提高紧固机构的紧固性能、高效除去焊接工件表面锈迹、有效压紧待焊接工件与有效防止待焊接工件旋转的目的，本发明提供如下技术方案：

一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，包括焊接基座，所述焊接基座顶侧表面的左端中心和右端中心分别安装有截面呈矩形形状设置且相互对称的第一机架和第二机架，第一机架底端的矩形面和第二机架底端的矩形面分别与焊接基座顶侧表面的左端中心和右端中心固定连接，第一机架和第二机架的顶端安装有呈矩形体形状设置且位于焊接基座正上方的第三机架，第三机架底侧表面的左端和右端分别与第一机架顶端的矩形面和第二机架顶端的矩形面固定连接；

第一机架右侧面底端中心的正上方和第二机架左侧面底端中心的正上方分别安装有相互对称的第一气缸和第二气缸，第一气缸的第一活塞杆和第二气缸的第二活塞杆上分别安装有断面呈U型形状设置且相互对称的第一紧固机构和第二紧固机构，第一紧固机构和第二紧固机构均由一体成型且依次相互连接的顶扇形板、截面呈扇形形状设置的连接板和底扇形板组成，第一紧固机构的连接板的外侧面中心和第二紧固机构的连接板的外侧面中心分别与第一气缸的第一活塞杆的自由端面和第二气缸的第二活塞杆的自由端面固定连接；

第一紧固机构底扇形板和连接板的内侧面与呈半圆环形形状设置的第二待焊接工件底侧面的边缘中心和左侧圆弧形凸面中心摩擦连接，第二紧固机构底扇形板和连接板的内侧面与呈半圆环形形状设置的第三待焊接工件底侧面的边缘中心和右侧圆弧形凸面中心摩擦连接；

第二待焊接工件右侧的圆弧形凹面和第三待焊接工件左侧的圆弧形凹面分别与呈圆环形形状设置且位于支座顶侧表面中心的外侧的第一待焊接工件的左侧圆弧形凸面和右侧圆弧形凸面相互摩擦连接，第一待焊接工件底侧的圆环面与其顶侧表面中心与支轴的底端面固定连接且其底侧表面和焊接基座顶侧表面中心固定连接的支座顶侧表面中心的外侧摩擦连接，第一待焊接工件的内侧壁与支轴的轴向中心和底端之间的外侧壁摩擦连接，第一待焊接工件顶侧圆环面的内侧边缘上安装有由压杆、压紧座和压紧环体组成且依次相互连接的压紧机构，呈圆环体形状设置的压紧环体底侧的圆环面与第一待焊接工件顶侧圆环面的内侧边缘呈相互转动摩擦连接，压紧环体顶侧圆环面的内侧边缘与底端具有开口且内部呈空腔设置的压紧座底端的圆环面固定连接，压紧座的顶侧表面中心与呈圆柱体形状设置的压杆的底端面固定连接，压杆的顶端面与呈矩形体形状设置的承托座的底端面固定连接；

承托座的顶端面中心与非输出端面和第一承托板的底侧表面中心固定连接的第一电机的第一输出轴的轴端面固定连接，第一承托板的顶侧表面中心与固定安装在第三机架底侧表面中心的第三气缸的第三活塞杆的自由端面固定连接；

承托座的一侧面中心与第四气缸的端盖固定连接，第四气缸的第四活塞杆的自由端面与由一体成型且相互连接的水平臂和竖直臂组成的延伸臂的水平臂的自由端面中心固定连接，延伸臂的竖直臂的自由端面与底侧表面中心和第二电机的非输出端面固定连接的第二承托板的顶侧表面中心固定连接，第二电机的第二输出轴的轴端面固定安装在呈圆台形形状设置的搅拌头的顶端面中心，其顶端截面直径大于其底端截面直径的搅拌头的轴肩所在的水平面高度等于压紧机构底端所在的水平面高度相等，搅拌头底端的轴肩中心开设有截面呈圆形形状设置且内侧壁上带有螺纹的通孔，该通孔内安装有由一体成型且相互连接的圆柱体和圆锥体组成的搅拌针，搅拌针的圆锥体的锥底面与其外侧壁上带有螺纹的圆柱体的底端面固定连接，搅拌针的圆柱体的外侧壁与搅拌头底端的轴肩中心通孔的内侧壁通过螺纹相互连接。

优选的，所述支轴外侧壁的轴向中心与底端之间套置有截面呈圆环形形状设置且内侧壁和外侧壁均具有防滑层的防滑套，防滑套的内侧壁与支轴轴向中心和底端之间的外侧壁摩擦连接，防滑套底端的圆环面与支座顶侧表面中心的外侧边缘摩擦连接。

优选的，所述第一紧固机构的内侧面上安装有断面呈U型形状设置的第一紧固垫，第一紧固垫由一体成型且依次相互连接的第一扇形板、截面呈扇形形状设置的连接板和第二扇形板组成，第一紧固垫的外侧面与第一紧固机构的内侧面固定连接；

第二紧固机构的内侧面上安装有断面呈U型形状设置的第二紧固垫，第二紧固垫由一体成型且依次相互连接的第一扇形板、截面呈扇形形状设置的连接板和第二扇形板组成，第二紧固垫的外侧面与第二紧固机构的内侧面固定连接。

优选的，所述搅拌头的轴肩上均布有截面呈扇形形状设置且其顶侧的扇形面与搅拌头的轴肩固定连接的除锈板，呈逆时针方向旋转的除锈板底侧扇形面的径向中心安装有断面呈三角形形状设置且其底端刀口与水平面呈相互平行设置的除锈刀，除锈刀顶端的矩形面与除锈板底侧扇形面的径向中心固定连接。

优选的，所述除锈板底侧扇形面径向中心的右侧方均布有呈圆锥体形状设置且呈直线排布在搅拌头的轴肩半径上的除锈锥齿，除锈锥齿的锥底面与除锈板底侧扇形面径向中心的右侧方固定连接。

优选的，所述除锈板底侧扇形面径向中心的左侧方均布有由塑料材质制成且呈直线排布在搅拌头的轴肩半径上的除锈刷，呈束状设置的除锈刷的顶端与除锈板底侧扇形面径向中心的左侧方固定连接。

优选的，所述压紧机构的压紧环体底侧圆环面的外侧边缘的内侧安装有截面呈圆环形形状设置且其底侧的圆环面上带有导滑层的滑动环体，滑动环体顶侧的圆环面与压紧环体底侧圆环面的外侧边缘的内侧固定连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，具备以下有益效果：

1、该搅拌摩擦装置，通过承托座的顶端面中心与非输出端面和第一承托板的底侧表面中心固定连接的第一电机的第一输出轴的轴端面固定连接，第一承托板的顶侧表面中心与固定安装在第三机架底侧表面中心的第三气缸的第三活塞杆的自由端面固定连接，承托座的一侧面中心与第四气缸的端盖固定连接，第四气缸的第四活塞杆的自由端面与由一体成型且相互连接的水平臂和竖直臂组成的延伸臂的水平臂的自由端面中心固定连接，延伸臂的竖直臂的自由端面与底侧表面中心和第二电机的非输出端面固定连接的第二承托板的顶侧表面中心固定连接，第二电机的第二输出轴的轴端面固定安装在呈圆台形形状设置的搅拌头的顶端面中心，搅拌头的搅拌针从第一待焊接工件和第三待焊接工件的重合面的顶侧插入，第二电机的第二输出轴带动搅拌头和搅拌针高速旋转，搅拌头的轴肩与第一待焊接工件顶侧表面的右端和第三待焊接工件顶侧表面的左端摩擦生热，搅拌针伸进第一待焊接工件的右端面和第三待焊接工件的左端面进行摩擦和搅拌，使第一待焊接工件的右端面和第三待焊接工件的左端面之间的材料温度升高软化，第一电机的第一输出轴带动承托座旋转，进而带动搅拌头和搅拌针一起从第一待焊接工件和第三待焊接工件的重合面移动到第一待焊接工件和第二待焊接工件的重合面，高速搅拌摩擦使搅拌头和搅拌针正前方的材料发生强烈塑性变形，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头和搅拌针的正后方，第一紧固机构在第一气缸的推动作用下对第一待焊接工件和第二待焊接工件进行紧固处理，第二待焊接工件右侧的圆弧形凹面与第一待焊接工件左侧的圆弧形凸面形成环形搅拌摩擦焊缝，第二紧固机构在第二气缸的推动作用下对第一待焊接工件和第三待焊接工件进行紧固处理，第三待焊接工件左侧的圆弧形凹面与第一待焊接工件右侧的圆弧形凸面形成环形搅拌摩擦焊缝，从而实现高效焊接环缝的技术效果，解决了现有的搅拌摩擦焊装置，不能够对环缝进行焊接的技术问题。

2、该搅拌摩擦装置，通过在支轴外侧壁的轴向中心与底端之间套置有截面呈圆环形形状设置且内侧壁和外侧壁均具有防滑层的防滑套，防滑套的内侧壁与支轴轴向中心和底端之间的外侧壁摩擦连接，防滑套底端的圆环面与支座顶侧表面中心的外侧边缘摩擦连接，防滑套能够有效地阻止第一待焊接工件在支座发生径向位移，实现了有效固定环形待焊接工件的技术效果。

3、该搅拌摩擦装置，通过在第一紧固机构的内侧面上安装有断面呈U型形状设置的第一紧固垫，第一紧固垫的外侧面与第一紧固机构的内侧面固定连接，第二紧固机构的内侧面上安装有断面呈U型形状设置的第二紧固垫，第二紧固垫的外侧面与第二紧固机构的内侧面固定连接，第一紧固垫和第二紧固垫能够有效地提高待焊接工件与紧固机构之间的摩擦阻力，实现了有效提高紧固机构的紧固性能的技术效果。

4、该搅拌摩擦装置，通过在搅拌头的轴肩上均布有截面呈扇形形状设置且其顶侧的扇形面与搅拌头的轴肩固定连接的除锈板，呈逆时针方向旋转的除锈板底侧扇形面的径向中心安装有断面呈三角形形状设置且其底端刀口与水平面呈相互平行设置的除锈刀，除锈板底侧扇形面径向中心的右侧方均布有呈圆锥体形状设置且呈直线排布在搅拌头的轴肩半径上的除锈锥齿，除锈板底侧扇形面径向中心的左侧方均布有由塑料材质制成且呈直线排布在搅拌头的轴肩半径上的除锈刷，在搅拌头的轴肩与待焊接工件的顶端表面相互转动摩擦的过程中，除锈板上的除锈锥齿的锥齿先对待焊接工件的顶端表面进行除锈，除锈刀接着将待焊接工件的顶端表面的锈迹刮除，除锈刷将待焊接工件的顶端表面残留的锈迹刷掉，从而实现了高效除去焊接工件表面锈迹的技术效果。

5、该搅拌摩擦装置，通过在压紧机构的压紧环体底侧圆环面的外侧边缘的内侧安装有截面呈圆环形形状设置且其底侧的圆环面上带有导滑层的滑动环体，滑动环体顶侧的圆环面与压紧环体底侧圆环面的外侧边缘的内侧固定连接，滑动环体能够在压紧第一待焊接工件的同时有效地减小压紧机构与第一待焊接工件之间的摩擦阻力，有效地避免第一待焊接工件随压紧机构旋转的问题，实现了有效压紧待焊接工件与有效防止待焊接工件旋转的技术效果。

附图说明

图1为本发明一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置的主视图；

图2为本发明的焊接基座、第一机架与第二机架的俯视图；

图3为本发明的焊接基座、第一机架与第二机架的剖视图；

图4为本发明的压紧机构的剖视图；

图5为本发明的搅拌头与搅拌针的结构示意图；

图6为本发明的搅拌头的底视图；

图7为本发明的除锈板的结构示意图；

图8为本发明的压紧机构的结构示意图。

图中标示：1-焊接基座，101-支座，102-支轴，103-防滑套；

2-第一机架，201-第一气缸，202-第一活塞杆，203-第一紧固机构，204-第一紧固垫；

3-第二机架，301-第二气缸，302-第二活塞杆，303-第二紧固机构，304-第二紧固垫；

4-第三机架，401-第三气缸，402-第三活塞杆，403-第一承托板，404-第一电机，405-第一输出轴，406-承托座，407-第四气缸，408-第四活塞杆，409-延伸臂，410-第二承托板，411-第二电机，412-第二输出轴；

5-搅拌头，501-除锈板，502-除锈刀，503-除锈锥齿，504-除锈刷；

6-搅拌针；

7-压紧机构，701-压杆，702-压紧座，703-压紧环体，704-滑动环体；

8-第一待焊接工件，9-第二待焊接工件，10-第三待焊接工件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，参见图1和图2，包括焊接基座1，所述焊接基座1顶侧表面的左端中心和右端中心分别安装有截面呈矩形形状设置且相互对称的第一机架2和第二机架3，第一机架2底端的矩形面和第二机架3底端的矩形面分别与焊接基座1顶侧表面的左端中心和右端中心固定连接，第一机架2和第二机架3的顶端安装有呈矩形体形状设置且位于焊接基座1正上方的第三机架4，第三机架4底侧表面的左端和右端分别与第一机架2顶端的矩形面和第二机架3顶端的矩形面固定连接；

第一机架2右侧面底端中心的正上方和第二机架3左侧面底端中心的正上方分别安装有相互对称的第一气缸201和第二气缸301，第一气缸201的第一活塞杆202和第二气缸301的第二活塞杆302上分别安装有断面呈U型形状设置且相互对称的第一紧固机构203和第二紧固机构303，第一紧固机构203和第二紧固机构303均由一体成型且依次相互连接的顶扇形板、截面呈扇形形状设置的连接板和底扇形板组成，第一紧固机构203的连接板的外侧面中心和第二紧固机构303的连接板的外侧面中心分别与第一气缸201的第一活塞杆202的自由端面和第二气缸301的第二活塞杆302的自由端面固定连接；

第一紧固机构203底扇形板和连接板的内侧面与呈半圆环形形状设置的第二待焊接工件9底侧面的边缘中心和左侧圆弧形凸面中心摩擦连接，第二紧固机构303底扇形板和连接板的内侧面与呈半圆环形形状设置的第三待焊接工件10底侧面的边缘中心和右侧圆弧形凸面中心摩擦连接；

第二待焊接工件9右侧的圆弧形凹面和第三待焊接工件10左侧的圆弧形凹面分别与呈圆环形形状设置且位于支座101顶侧表面中心的外侧的第一待焊接工件8的左侧圆弧形凸面和右侧圆弧形凸面相互摩擦连接，如图4所示，第一待焊接工件8底侧的圆环面与其顶侧表面中心与支轴102的底端面固定连接且其底侧表面和焊接基座1顶侧表面中心固定连接的支座101顶侧表面中心的外侧摩擦连接，第一待焊接工件8的内侧壁与支轴102的轴向中心和底端之间的外侧壁摩擦连接，第一待焊接工件8顶侧圆环面的内侧边缘上安装有由压杆701、压紧座702和压紧环体703组成且依次相互连接的压紧机构7，呈圆环体形状设置的压紧环体703底侧的圆环面与第一待焊接工件8顶侧圆环面的内侧边缘呈相互转动摩擦连接，压紧环体703顶侧圆环面的内侧边缘与底端具有开口且内部呈空腔设置的压紧座702底端的圆环面固定连接，压紧座702的顶侧表面中心与呈圆柱体形状设置的压杆701的底端面固定连接，压杆701的顶端面与呈矩形体形状设置的承托座406的底端面固定连接；

承托座406的顶端面中心与非输出端面和第一承托板403的底侧表面中心固定连接的第一电机404的第一输出轴405的轴端面固定连接，第一承托板403的顶侧表面中心与固定安装在第三机架4底侧表面中心的第三气缸401的第三活塞杆302的自由端面固定连接；

承托座406的一侧面中心与第四气缸407的端盖固定连接，第四气缸407的第四活塞杆408的自由端面与由一体成型且相互连接的水平臂和竖直臂组成的延伸臂409的水平臂的自由端面中心固定连接，延伸臂409的竖直臂的自由端面与底侧表面中心和第二电机411的非输出端面固定连接的第二承托板410的顶侧表面中心固定连接，第二电机411的第二输出轴412的轴端面固定安装在呈圆台形形状设置的搅拌头5的顶端面中心，其顶端截面直径大于其底端截面直径的搅拌头5的轴肩所在的水平面高度等于压紧机构7底端所在的水平面高度相等，如图5所示，搅拌头5底端的轴肩中心开设有截面呈圆形形状设置且内侧壁上带有螺纹的通孔，该通孔内安装有由一体成型且相互连接的圆柱体和圆锥体组成的搅拌针6，搅拌针6的圆锥体的锥底面与其外侧壁上带有螺纹的圆柱体的底端面固定连接，搅拌针6的圆柱体的外侧壁与搅拌头5底端的轴肩中心通孔的内侧壁通过螺纹相互连接。

优选的，如图3所示，所述支轴102外侧壁的轴向中心与底端之间套置有截面呈圆环形形状设置且内侧壁和外侧壁均具有防滑层的防滑套103，防滑套103的内侧壁与支轴102轴向中心和底端之间的外侧壁摩擦连接，防滑套103底端的圆环面与支座101顶侧表面中心的外侧边缘摩擦连接。

优选的，所述第一紧固机构203的内侧面上安装有断面呈U型形状设置的第一紧固垫204，第一紧固垫204由一体成型且依次相互连接的第一扇形板、截面呈扇形形状设置的连接板和第二扇形板组成，第一紧固垫204的外侧面与第一紧固机构203的内侧面固定连接；

第二紧固机构303的内侧面上安装有断面呈U型形状设置的第二紧固垫304，第二紧固垫304由一体成型且依次相互连接的第一扇形板、截面呈扇形形状设置的连接板和第二扇形板组成，第二紧固垫304的外侧面与第二紧固机构303的内侧面固定连接。

优选的，如图6和图7所示，所述搅拌头5的轴肩上均布有截面呈扇形形状设置且其顶侧的扇形面与搅拌头5的轴肩固定连接的除锈板501，呈逆时针方向旋转的除锈板501底侧扇形面的径向中心安装有断面呈三角形形状设置且其底端刀口与水平面呈相互平行设置的除锈刀502，除锈刀502顶端的矩形面与除锈板501底侧扇形面的径向中心固定连接。

优选的，所述除锈板501底侧扇形面径向中心的右侧方均布有呈圆锥体形状设置且呈直线排布在搅拌头5的轴肩半径上的除锈锥齿503，除锈锥齿503的锥底面与除锈板501底侧扇形面径向中心的右侧方固定连接。

优选的，所述除锈板501底侧扇形面径向中心的左侧方均布有由塑料材质制成且呈直线排布在搅拌头5的轴肩半径上的除锈刷504，呈束状设置的除锈刷504的顶端与除锈板501底侧扇形面径向中心的左侧方固定连接。

优选的，如图8所示，所述压紧机构7的压紧环体703底侧圆环面的外侧边缘的内侧安装有截面呈圆环形形状设置且其底侧的圆环面上带有导滑层的滑动环体704，滑动环体704顶侧的圆环面与压紧环体703底侧圆环面的外侧边缘的内侧固定连接。

工作时，将第一待焊接工件8套置在焊接基座1的支座101的支轴102上，将第二待焊接工件9的左端和第三待焊接工件10的右端分别插入第一紧固机构203和第二紧固机构303内，将第二待焊接工件9的右端和第三待焊接工件10的左端分别放置在支座101顶侧表面的左侧边缘和右侧边缘，第一气缸201的第一活塞杆202推动第一紧固机构203，使第二待焊接工件9右侧的圆弧形凹面与第一待焊接工件8左侧的圆弧形凸面相互重合，第二气缸301的第二活塞杆302推动第二紧固机构303，使第三待焊接工件10左侧的圆弧形凹面与第一待焊接工件8右侧的圆弧形凸面相互重合；

第三气缸401的第三活塞缸402推动第一承托板403向正下方移动，使压紧机构7的滑动环体704的底面与第一待焊接工件8的顶侧表面相互摩擦接触，第四气缸407的第四活塞杆408向左端推动延伸臂409使搅拌头5的轴肩移动至第一待焊接工件8和第三待焊接工件10的重合面的正上方且与第一待焊接工件8顶侧表面的右端边缘和第二待焊接工件10顶侧表面的左端边缘相互摩擦接触，搅拌针6从第一待焊接工件8和第三待焊接工件10的重合面的顶侧插入，且使搅拌针6的左右两侧分别与第一待焊接工件8右端的圆弧形凸面和第三待焊接工件10左端的圆弧形凹面相互摩擦接触，第二电机411的第二输出轴412带动搅拌头5和搅拌针6高速旋转，搅拌头5的轴肩与第一待焊接工件8顶侧表面的右端和第三待焊接工件10顶侧表面的左端摩擦生热，搅拌针6伸进第一待焊接工件8的右端面和第三待焊接工件10的左端面进行摩擦和搅拌，使第一待焊接工件8的右端面和第三待焊接工件10的左端面之间的材料温度升高软化，第一电机404的第一输出轴405带动承托座406旋转，进而带动搅拌头5和搅拌针6一起从第一待焊接工件8和第三待焊接工件10的重合面移动到第一待焊接工件8和第二待焊接工件9的重合面，使搅拌头5和搅拌针6正前方的材料发生强烈塑性变形，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头5和搅拌针6的正后方，第一紧固机构203在第一气缸201的推动作用下对第一待焊接工件8和第二待焊接工件9进行紧固处理，第二紧固机构303在第二气缸301的推动作用下对第一待焊接工件8和第三待焊接工件10进行紧固处理，第二待焊接工件9右侧的圆弧形凹面与第一待焊接工件8左侧的圆弧形凸面形成环形搅拌摩擦焊缝，第三待焊接工件10左侧的圆弧形凹面与第一待焊接工件8右侧的圆弧形凸面形成环形搅拌摩擦焊缝，从而完成环缝焊接工作。

综上所述，该搅拌摩擦装置，通过承托座406的顶端面中心与非输出端面和第一承托板403的底侧表面中心固定连接的第一电机404的第一输出轴405的轴端面固定连接，第一承托板403的顶侧表面中心与固定安装在第三机架4底侧表面中心的第三气缸401的第三活塞杆302的自由端面固定连接，承托座406的一侧面中心与第四气缸407的端盖固定连接，第四气缸407的第四活塞杆408的自由端面与由一体成型且相互连接的水平臂和竖直臂组成的延伸臂409的水平臂的自由端面中心固定连接，延伸臂409的竖直臂的自由端面与底侧表面中心和第二电机411的非输出端面固定连接的第二承托板410的顶侧表面中心固定连接，第二电机411的第二输出轴412的轴端面固定安装在呈圆台形形状设置的搅拌头5的顶端面中心，搅拌头5的搅拌针6从第一待焊接工件8和第三待焊接工件10的重合面的顶侧插入，第二电机411的第二输出轴412带动搅拌头5和搅拌针6高速旋转，搅拌头5的轴肩与第一待焊接工件8顶侧表面的右端和第三待焊接工件10顶侧表面的左端摩擦生热，搅拌针6伸进第一待焊接工件8的右端面和第三待焊接工件10的左端面进行摩擦和搅拌，使第一待焊接工件8的右端面和第三待焊接工件10的左端面之间的材料温度升高软化，第一电机404的第一输出轴405带动承托座406旋转，进而带动搅拌头5和搅拌针6一起从第一待焊接工件8和第三待焊接工件10的重合面移动到第一待焊接工件8和第二待焊接工件9的重合面，高速搅拌摩擦使搅拌头5和搅拌针6正前方的材料发生强烈塑性变形，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头5和搅拌针6的正后方，第一紧固机构203在第一气缸201的推动作用下对第一待焊接工件8和第二待焊接工件9进行紧固处理，第二待焊接工件9右侧的圆弧形凹面与第一待焊接工件8左侧的圆弧形凸面形成环形搅拌摩擦焊缝，第二紧固机构303在第二气缸301的推动作用下对第一待焊接工件8和第三待焊接工件10进行紧固处理，第三待焊接工件10左侧的圆弧形凹面与第一待焊接工件8右侧的圆弧形凸面形成环形搅拌摩擦焊缝，从而实现高效焊接环缝的技术效果，解决了现有的搅拌摩擦焊装置，不能够对环缝进行焊接的技术问题。

该搅拌摩擦装置，通过在支轴102外侧壁的轴向中心与底端之间套置有截面呈圆环形形状设置且内侧壁和外侧壁均具有防滑层的防滑套103，防滑套103的内侧壁与支轴102轴向中心和底端之间的外侧壁摩擦连接，防滑套103底端的圆环面与支座101顶侧表面中心的外侧边缘摩擦连接，防滑套103能够有效地阻止第一待焊接工件8在支座101发生径向位移，实现了有效固定环形待焊接工件的技术效果。

该搅拌摩擦装置，通过在第一紧固机构203的内侧面上安装有断面呈U型形状设置的第一紧固垫204，第一紧固垫204的外侧面与第一紧固机构203的内侧面固定连接，第二紧固机构303的内侧面上安装有断面呈U型形状设置的第二紧固垫304，第二紧固垫304的外侧面与第二紧固机构303的内侧面固定连接，第一紧固垫204和第二紧固垫304能够有效地提高待焊接工件与紧固机构之间的摩擦阻力，实现了有效提高紧固机构的紧固性能的技术效果。

该搅拌摩擦装置，通过在搅拌头5的轴肩上均布有截面呈扇形形状设置且其顶侧的扇形面与搅拌头5的轴肩固定连接的除锈板501，呈逆时针方向旋转的除锈板501底侧扇形面的径向中心安装有断面呈三角形形状设置且其底端刀口与水平面呈相互平行设置的除锈刀502，除锈板501底侧扇形面径向中心的右侧方均布有呈圆锥体形状设置且呈直线排布在搅拌头5的轴肩半径上的除锈锥齿503，除锈板501底侧扇形面径向中心的左侧方均布有由塑料材质制成且呈直线排布在搅拌头5的轴肩半径上的除锈刷504，在搅拌头5的轴肩与待焊接工件的顶端表面相互转动摩擦的过程中，除锈板501上的除锈锥齿503的锥齿先对待焊接工件的顶端表面进行除锈，除锈刀502接着将待焊接工件的顶端表面的锈迹刮除，除锈刷504将待焊接工件的顶端表面残留的锈迹刷掉，从而实现了高效除去焊接工件表面锈迹的技术效果。

该搅拌摩擦装置，通过在压紧机构7的压紧环体703底侧圆环面的外侧边缘的内侧安装有截面呈圆环形形状设置且其底侧的圆环面上带有导滑层的滑动环体704，滑动环体704顶侧的圆环面与压紧环体703底侧圆环面的外侧边缘的内侧固定连接，滑动环体704能够在压紧第一待焊接工件8的同时有效地减小压紧机构7与第一待焊接工件8之间的摩擦阻力，有效地避免第一待焊接工件8随压紧机构7旋转的问题，实现了有效压紧待焊接工件与有效防止待焊接工件旋转的技术效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，包括焊接基座(1)，其特征在于：所述焊接基座(1)顶侧表面的左端中心和右端中心分别安装有截面呈矩形形状设置且相互对称的第一机架(2)和第二机架(3)，第一机架(2)底端的矩形面和第二机架(3)底端的矩形面分别与焊接基座(1)顶侧表面的左端中心和右端中心固定连接，第一机架(2)和第二机架(3)的顶端安装有呈矩形体形状设置且位于焊接基座(1)正上方的第三机架(4)，第三机架(4)底侧表面的左端和右端分别与第一机架(2)顶端的矩形面和第二机架(3)顶端的矩形面固定连接；

第一机架(2)右侧面底端中心的正上方和第二机架(3)左侧面底端中心的正上方分别安装有相互对称的第一气缸(201)和第二气缸(301)，第一气缸(201)的第一活塞杆(202)和第二气缸(301)的第二活塞杆(302)上分别安装有断面呈U型形状设置且相互对称的第一紧固机构(203)和第二紧固机构(303)，第一紧固机构(203)和第二紧固机构(303)均由一体成型且依次相互连接的顶扇形板、截面呈扇形形状设置的连接板和底扇形板组成，第一紧固机构(203)的连接板的外侧面中心和第二紧固机构(303)的连接板的外侧面中心分别与第一气缸(201)的第一活塞杆(202)的自由端面和第二气缸(301)的第二活塞杆(302)的自由端面固定连接；

第一紧固机构(203)底扇形板和连接板的内侧面与呈半圆环形形状设置的第二待焊接工件(9)底侧面的边缘中心和左侧圆弧形凸面中心摩擦连接，第二紧固机构(303)底扇形板和连接板的内侧面与呈半圆环形形状设置的第三待焊接工件(10)底侧面的边缘中心和右侧圆弧形凸面中心摩擦连接；

第二待焊接工件(9)右侧的圆弧形凹面和第三待焊接工件(10)左侧的圆弧形凹面分别与呈圆环形形状设置且位于支座(101)顶侧表面中心的外侧的第一待焊接工件(8)的左侧圆弧形凸面和右侧圆弧形凸面相互摩擦连接，第一待焊接工件(8)底侧的圆环面与其顶侧表面中心与支轴(102)的底端面固定连接且其底侧表面和焊接基座(1)顶侧表面中心固定连接的支座(101)顶侧表面中心的外侧摩擦连接，第一待焊接工件(8)的内侧壁与支轴(102)的轴向中心和底端之间的外侧壁摩擦连接，第一待焊接工件(8)顶侧圆环面的内侧边缘上安装有由压杆(701)、压紧座(702)和压紧环体(703)组成且依次相互连接的压紧机构(7)，呈圆环体形状设置的压紧环体(703)底侧的圆环面与第一待焊接工件(8)顶侧圆环面的内侧边缘呈相互转动摩擦连接，压紧环体(703)顶侧圆环面的内侧边缘与底端具有开口且内部呈空腔设置的压紧座(702)底端的圆环面固定连接，压紧座(702)的顶侧表面中心与呈圆柱体形状设置的压杆(701)的底端面固定连接，压杆(701)的顶端面与呈矩形体形状设置的承托座(406)的底端面固定连接；

承托座(406)的顶端面中心与非输出端面和第一承托板(403)的底侧表面中心固定连接的第一电机(404)的第一输出轴(405)的轴端面固定连接，第一承托板(403)的顶侧表面中心与固定安装在第三机架(4)底侧表面中心的第三气缸(401)的第三活塞杆(302)的自由端面固定连接；

承托座(406)的一侧面中心与第四气缸(407)的端盖固定连接，第四气缸(407)的第四活塞杆(408)的自由端面与由一体成型且相互连接的水平臂和竖直臂组成的延伸臂(409)的水平臂的自由端面中心固定连接，延伸臂(409)的竖直臂的自由端面与底侧表面中心和第二电机(411)的非输出端面固定连接的第二承托板(410)的顶侧表面中心固定连接，第二电机(411)的第二输出轴(412)的轴端面固定安装在呈圆台形形状设置的搅拌头(5)的顶端面中心，其顶端截面直径大于其底端截面直径的搅拌头(5)的轴肩所在的水平面高度等于压紧机构(7)底端所在的水平面高度相等，搅拌头(5)底端的轴肩中心开设有截面呈圆形形状设置且内侧壁上带有螺纹的通孔，该通孔内安装有由一体成型且相互连接的圆柱体和圆锥体组成的搅拌针(6)，搅拌针(6)的圆锥体的锥底面与其外侧壁上带有螺纹的圆柱体的底端面固定连接，搅拌针(6)的圆柱体的外侧壁与搅拌头(5)底端的轴肩中心通孔的内侧壁通过螺纹相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：所述支轴(102)外侧壁的轴向中心与底端之间套置有截面呈圆环形形状设置且内侧壁和外侧壁均具有防滑层的防滑套(103)，防滑套(103)的内侧壁与支轴(102)轴向中心和底端之间的外侧壁摩擦连接，防滑套(103)底端的圆环面与支座(101)顶侧表面中心的外侧边缘摩擦连接。

3.根据权利要求1所述的一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：所述第一紧固机构(203)的内侧面上安装有断面呈U型形状设置的第一紧固垫(204)，第一紧固垫(204)由一体成型且依次相互连接的第一扇形板、截面呈扇形形状设置的连接板和第二扇形板组成，第一紧固垫(204)的外侧面与第一紧固机构(203)的内侧面固定连接；

第二紧固机构(303)的内侧面上安装有断面呈U型形状设置的第二紧固垫(304)，第二紧固垫(304)由一体成型且依次相互连接的第一扇形板、截面呈扇形形状设置的连接板和第二扇形板组成，第二紧固垫(304)的外侧面与第二紧固机构(303)的内侧面固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：所述搅拌头(5)的轴肩上均布有截面呈扇形形状设置且其顶侧的扇形面与搅拌头(5)的轴肩固定连接的除锈板(501)，呈逆时针方向旋转的除锈板(501)底侧扇形面的径向中心安装有断面呈三角形形状设置且其底端刀口与水平面呈相互平行设置的除锈刀(502)，除锈刀(502)顶端的矩形面与除锈板(501)底侧扇形面的径向中心固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：所述除锈板(501)底侧扇形面径向中心的右侧方均布有呈圆锥体形状设置且呈直线排布在搅拌头(5)的轴肩半径上的除锈锥齿(503)，除锈锥齿(503)的锥底面与除锈板(501)底侧扇形面径向中心的右侧方固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：所述除锈板(501)底侧扇形面径向中心的左侧方均布有由塑料材质制成且呈直线排布在搅拌头(5)的轴肩半径上的除锈刷(504)，呈束状设置的除锈刷(504)的顶端与除锈板(501)底侧扇形面径向中心的左侧方固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种环缝焊接的搅拌摩擦焊装置，其特征在于：所述压紧机构(7)的压紧环体(703)底侧圆环面的外侧边缘的内侧安装有截面呈圆环形形状设置且其底侧的圆环面上带有导滑层的滑动环体(704)，滑动环体(704)顶侧的圆环面与压紧环体(703)底侧圆环面的外侧边缘的内侧固定连接。