CN110434453A - 复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，包括搅拌摩擦焊的工作台、搅拌摩擦焊的机头及搅拌头，其特征是：所述搅拌摩擦焊工作台上固接夹具基座，所述夹具基座上设有X/Y轴方向限位机构，X/Y轴方向限位机构中放置被焊接工件，被焊接工件上表面滚动压接有工件压紧机构，工件压紧机构在夹具基座上沿搅拌摩擦焊X轴方向上滑动，所述工件压紧机构通过变速调速电机驱动。有益效果：本发明采用多个可在焊缝表面滚动的压紧轮压紧，压紧轮压紧力和压紧位置可调，并可随搅拌头的移动而移动，保证压紧点与焊缝的距离，保证不与搅拌头发生干涉。可以使焊缝连续，提高焊缝质量和加工效率。
Description
技术领域
本发明属于搅拌摩擦焊技术领域，尤其涉及一种复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具。
背景技术
搅拌摩擦焊技术用于铝合金材料的焊接，其原理是在常温下，两个金属在搅拌头的搅拌摩擦作用下，通过本体的局部组织相互融合达到焊接目的，焊接过程中，工件需要承受较大的机械应力和热应力，因此必须采用工装固定。常规工艺针对厚度较大、焊缝比较简单的工件，是在焊缝周边几个压紧点一次性固定压紧，完成焊接后一次性拆除。专利文献公开号204843254U公开了一种通用型搅拌摩擦焊工装夹具，其特征在于：包括压料支撑臂(1)、压料支座(2)、万向支撑脚座、顶端压块(9)、脚座垫板(11)、压料钢条(13)、工件垫板(14)、滑块(15)，其中该工件垫板(14)、脚座垫板(11)分别放置在工作台上；该压料支座(2)固定在滑块(15)上，位于工件垫板(14)与脚座垫板(11)之间；该滑块(15)放置在工作台上的T型槽内；该压料支撑臂(1)与压料支座(2)活动连接，其前端与顶端压块(9)连接紧固，抵触压料钢条(13)，将其压紧在工件垫板(14)上，其后端开设有通孔；该万向支撑脚座穿过压料支撑臂(1)后端的通孔，固定在脚座垫板(11)上。专利文献公开号105127583B公开了一种铝合金厚板搅拌摩擦焊方法，其特征在于：通过FSW预组焊，实现待焊工件的部分焊合连接；在焊缝侧位钻孔，以便从焊缝侧位启焊；在钻孔位置侧位启焊，待搅拌头垂直行至实际焊缝中心处，再沿预组焊焊缝中心进行全焊透FSW焊接。本发明开发提出了一种提前预焊、侧位打孔启焊的FSW焊接新方法，特别适用于铝合金厚板的FSW焊接。传统工艺只能用于厚度较大、焊缝简单的工件。对于散热器水冷板等材料厚度比较薄、焊缝曲线复杂的工件，产业传统工艺则存在较多问题。如压紧点离焊缝远了，焊缝质量没有保证、工件容易变形；压紧点离焊缝近了，搅拌头会与压紧块发生干涉，无法进行连续焊接，影响焊缝质量和工作效率。
铝合金焊接技术领域亟待研发一种适用于焊接材料厚度比较薄、焊缝曲线复杂工件的搅拌摩擦焊夹具。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，适用于材料厚度比较薄、焊缝曲线复杂的搅拌摩擦焊工装，保证压紧点与焊缝的距离，避免压紧轮与搅拌头出现干涉，保证焊缝的连续性。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，包括搅拌摩擦焊的工作台、搅拌摩擦焊的机头及搅拌头，其特征是：所述搅拌摩擦焊工作台上固接夹具基座，所述夹具基座上设有X/Y轴方向限位机构，X/Y轴方向限位机构中放置被焊接工件，被焊接工件上表面滚动压接有工件压紧机构，工件压紧机构在夹具基座上沿搅拌摩擦焊X轴方向上滑动，所述工件压紧机构通过变速调速电机驱动。
所述工件压紧机构包括轮轴和轮轴支架，所述轮轴上贯穿有若干个压紧轮，压紧轮位置沿轮轴纵轴方向调整，并通过紧固螺栓固定在轮轴上，所述轮轴两端通过轴承座支撑在轮轴支架上转动，所述轮轴支架与夹具基座连接。
所述工件压紧机构数量为相互平行的两组或多组。
所述工件压紧机构的轮轴支架横截面形状呈L形，L形的水平面上设有燕尾槽，并与夹具基座两侧端燕尾滑道配合构成沿搅拌摩擦焊X轴方向滑动配合的移动式燕尾副。
所述移动式燕尾副与变速调速电机连接，轮轴支架通过燕尾槽滑道副在夹具基座上滑动，其滑动方向和速度通过变速调速电机驱动。
所述工件压紧机构的运动速度与搅拌头在X轴方向运动速度保持一致。
所述轮轴两端支撑的轴承座与轮轴支架上下移动，通过所压轮的压紧力通过轮轴调整螺栓7手动调整轴承座在轮轴支架滑槽内做上下移动。
所述X/Y轴方向限位机构包括限位挡块和固定块，所述限位挡块固定在夹具基座左右两侧，固定块固接在夹具基座前后两侧，防止被焊接工件在工作台平面方向移动。
有益效果：与现有技术相比，本发明采用多个可在焊缝表面滚动的压紧轮压紧，压紧轮压紧力和压紧位置可调，并可随搅拌头的移动而移动，保证压紧点与焊缝的距离，保证不与搅拌头发生干涉。可以使焊缝连续，提高焊缝质量和加工效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的B-B剖面图；
图3是图2的C-C阶梯剖面图。
图中：1、搅拌摩擦焊工作台，2、限位挡块，3、被焊接工件，4、夹具基座，4-1、燕尾槽滑道副，5、固定块，6、变速调速电机，7、轮轴调整螺栓，8、紧固螺栓，9、压紧轮，10、搅拌摩擦焊的机头，11、搅拌头，12、轮轴，13、轮轴支架，14、夹具固定螺栓。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
详见附图,本发明提供了一种复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，包括搅拌摩擦焊的工作台1、搅拌摩擦焊的机头10及搅拌头11，所述搅拌摩擦焊工作台上固接夹具基座4，所述夹具基座上设有X/Y轴方向限位机构，X/Y轴方向限位机构中放置被焊接工件3，被焊接工件上表面滚动压接有工件压紧机构，工件压紧机构在夹具基座上沿搅拌摩擦焊X轴方向上滑动，所述工件压紧机构通过变速调速电机驱动。所述X/Y轴方向限位机构包括限位挡块2和固定块5，所述限位挡块固定在夹具基座左右两侧，固定块固接在夹具基座前后两侧，防止被焊接工件在工作台平面方向移动。所述X/Y轴方向限位机构包括限位挡块和固定块，所述限位挡块固定在夹具基座左右两侧，固定块固接在夹具基座前后两侧，防止被焊接工件在工作台平面方向移动。
本实施例的优选方案是，所述工件压紧机构包括轮轴12和轮轴支架13，所述轮轴上贯穿有若干个压紧轮9，压紧轮位置沿轮轴纵轴方向调整，并通过紧固螺栓8固定在轮轴上，所述轮轴两端通过轴承支撑在轮轴支架上转动，所述轮轴支架与夹具基座连接。所述工件压紧机构数量为相互平行的两组或多组。根据被加工工件的面积大小设置工件压紧机构数量。
本实施例的优选方案是，所述工件压紧机构的轮轴支架横截面形状呈L形，L形的水平面上设有燕尾槽，并与夹具基座两侧端燕尾滑道配合构成沿搅拌摩擦焊X轴方向滑动配合的移动式燕尾副。所述移动式燕尾副与变速调速电机连接，轮轴支架通过燕尾槽滑道副在夹具基座上滑动，其滑动方向和速度通过变速调速电机驱动。所述工件压紧机构的运动速度与搅拌头在X轴方向运动速度保持一致。
本实施例的优选方案是，所述轮轴两端支撑的轴承座与轮轴支架上下移动，通过所压轮的压紧力通过轮轴调整螺栓7手动调整轴承座在轮轴支架滑槽内做上下移动。
实施例
本工装夹具通过夹具固定螺栓14将夹具基座4与搅拌摩擦焊的工作台1固定连接，被焊接在工件3放入夹具基座4上通过限位挡块2和固定块5固定，避免被焊接部件3在工作台平面方向移动，压紧轮9在轮轴12上并在被焊接工件3上滚动，压紧轮在轮轴上的位置可调，位置调整合适后由压紧轮固定螺栓8固定，轮轴两侧在轮轴支架13上转动，轮轴上压紧轮的压紧力通过轮轴调整螺栓7手动调整轴承座，轴承座能在轮轴支架滑槽内做上下移动，即可调整压紧力。通常设计轴承座底部的轮轴支架滑槽设有弹簧，可以调整压紧力的大小。轮轴支架13沿搅拌摩擦焊X轴向在夹具基座4上的滑道上滑动，滑动方向和速度由变速调速电机6驱动，在搅拌摩擦焊控制柜中控制模块中将变速调速电机的运动速度参数设定与搅拌头运动速度参数相同，以保持工件压紧机构的运动速度与搅拌头在X轴方向运动速度保持一致，从而保证搅拌头和压紧轮不会出现干涉。
采用多个可在焊缝表面滚动的压紧轮压紧，压紧轮压紧力和压紧位置可调，并可随搅拌头的移动而移动，保证压紧点与焊缝的距离，保证不与搅拌头发生干涉，保证焊缝连续；压紧轮可在焊接工件表面滚动压紧，且压紧轮数量、位置、压紧力均可调；轮轴沿搅拌摩擦焊机X轴方向可以前后移动。
工作过程：
部件1是搅拌摩擦焊的工作台，部件10是搅拌摩擦焊的机头，部件11是搅拌头，这三部分都是搅拌摩擦焊机与工装夹具相关的部分，本工装夹具通过夹具固定螺栓14将夹具基座4与搅拌摩擦焊的工作台1固定连接，被焊接部件3放置在工件4夹具基座上四周被限位挡块2和固定块5固定，避免被焊接部件3在工作台平面方向移动，压紧轮9在轮轴12上并在被焊接部件3上滚动，压紧轮在轮轴上轴向位置可手动调节，目的是为了调节焊缝和压紧轮之间距离最佳，位置调整合适后由压紧轮固定螺栓8固定，轮轴两侧在轮轴支架13上转动，轮轴的压紧力通过轮轴调整螺栓7手动调整，轮轴支架13沿搅拌摩擦焊X轴向在夹具基座4上的滑道上滑动，滑动方向和速度由变速调速电机6驱动，保持轮轴12与搅拌头在X轴方向位置相对固定。这样，X轴方向搅拌头与压紧轮位置固定，Y轴方向压紧轮和焊缝位置手动调节至合理状态，Z轴方向压紧轮压紧力手动可调，焊接开始后搅拌头和夹具不发生干涉，压紧力和压紧位置合理，从而保证焊缝连续一致。
上述参照实施例对该一种复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，包括搅拌摩擦焊的工作台、搅拌摩擦焊的机头及搅拌头，其特征是：所述搅拌摩擦焊工作台上固接夹具基座，所述夹具基座上设有X/Y轴方向限位机构，X/Y轴方向限位机构中放置被焊接工件，被焊接工件上表面滚动压接有工件压紧机构，工件压紧机构在夹具基座上沿搅拌摩擦焊X轴方向上滑动，所述工件压紧机构通过变速调速电机驱动。
2.根据权利要求1所述的复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，其特征是：所述工件压紧机构包括轮轴和轮轴支架，所述轮轴上贯穿有若干个压紧轮，压紧轮位置沿轮轴纵轴方向调整，并通过紧固螺栓固定在轮轴上，所述轮轴两端通过轴承座支撑在轮轴支架上转动，所述轮轴支架与夹具基座连接。
3.根据权利要求1或2所述的复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，其特征是：所述工件压紧机构数量为相互平行的两组或多组。
4.根据权利要求2所述的复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，其特征是：所述工件压紧机构的轮轴支架横截面形状呈L形，L形的水平面上设有燕尾槽，并与夹具基座两侧端燕尾滑道配合构成沿搅拌摩擦焊X轴方向滑动配合的移动式燕尾副。
5.根据权利要求4所述的复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，其特征是：所述移动式燕尾副与变速调速电机连接，轮轴支架通过燕尾槽滑道副在夹具基座上滑动，其滑动方向和速度通过变速调速电机驱动。
6.根据权利要求2所述的复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，其特征是：所述工件压紧机构的运动速度与搅拌头在X轴方向运动速度保持一致。
7.根据权利要求2或6所述的复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，其特征是：所述轮轴两端支撑的轴承座与轮轴支架上下移动，通过所压轮的压紧力通过轮轴调整螺栓7手动调整轴承座在轮轴支架滑槽内做上下移动。
8.根据权利要求1所述的复杂焊缝铝合金搅拌摩擦焊的专用工装夹具，其特征是：所述X/Y轴方向限位机构包括限位挡块和固定块，所述限位挡块固定在夹具基座左右两侧，固定块固接在夹具基座前后两侧，防止被焊接工件在工作台平面方向移动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20191112 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |