CN114951951A - 一种搅拌摩擦焊装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种搅拌摩擦焊装置及焊接方法，涉及焊接技术领域，包括搅拌头、底板、装夹机构、支撑机构、传动机构、加热部件和超声部件，装夹机构包括盖板、挡板、两个肋板、两个压板、两个连接组件和两个限位组件，两个内部支撑件之间形成安装空隙，压板用于限制待焊接板沿竖直方向的位移，限位组件用于限制待焊接板沿与焊缝相垂直的方向的位移，挡板用于限制待焊接板沿焊缝方向的位移；传动机构用于驱动加热部件和超声部件沿焊缝方向移动，并使其与搅拌头同步移动，加热部件和超声部件能够穿过安装空隙并与待焊接板的底部相接触，进而实现了将热量及超声振动的能量更加精准地输入到焊缝底部，促进焊缝金属的塑性流动，提高了焊缝成形的质量。

Description

一种搅拌摩擦焊装置及焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种搅拌摩擦焊装置及焊接方法。

背景技术

搅拌摩擦焊(Friction stirwelding，简称FSW)是固相连接工艺，因其热输入低、成形质量好，已成为铝、镁等低熔点轻质合金的主要连接方法之一。然而，厚板铝/镁FSW过程中由于沿板厚方向上存在上下温差，导致接头上部产热较高，下部摩擦产热较低，接头底部未形成冶金结合。且焊缝底部金属流动不足，容易形成弱连接，不利于获得可靠的铝/镁异种金属接头。

针对上述问题，诸多学者对搅拌摩擦焊的工艺及辅助方式进行了改进，即在现有的厚板铝/镁搅拌摩擦焊中采用辅助加热及辅助超声的方式，然而，以上辅助方式仍存在以下问题：第一、采用电阻炉对搅拌摩擦焊过程进行整体加热，整体加热固然可以增强焊接接头强度，但过高的热输入会对母材的材料组织产生影响，会改变母材的材料组织及性能，且在焊接过程中进行加热辅助时，无法精确的对焊接过程中焊缝底部金属流动性较差的位置进行加热。第二、超声辅助在厚板搅拌摩擦焊中的施加效果会随着板厚的增加而逐渐减少，对于弱连接存在的焊缝底部，在常规夹具中施加超声会十分困难。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种搅拌摩擦焊装置及焊接方法，实现了将热量及超声振动的能量更加精准地输入到焊缝底部，促进焊缝金属的塑性流动，提高了焊缝成形的质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种搅拌摩擦焊装置，包括搅拌头、底板、装夹机构、支撑机构、传动机构、加热部件和超声部件，所述支撑机构包括两个内部支撑件，所述装夹机构包括盖板、挡板、两个肋板、两个压板、两个连接组件和两个限位组件，两个所述肋板对称固定于所述底板的上部，各所述肋板的内侧放置一个所述内部支撑件，两个所述内部支撑件之间形成安装空隙，各所述内部支撑件的上部用于放置一个待焊接板，所述搅拌头用于对两个所述待焊接板进行焊接，所述盖板用于放置于两个所述待焊接板的上方，各所述压板通过一个所述连接组件安装于一个所述肋板的顶部，所述压板用于限制所述盖板和所述待焊接板沿竖直方向的位移，各所述肋板上部的一侧安装有一个所述限位组件，各所述限位组件用于限制一个所述待焊接板沿与焊缝相垂直的方向的位移，所述挡板的两端分别安装于两个所述肋板上，所述挡板用于限制所述待焊接板沿焊缝方向的位移；所述传动机构安装于所述底板上且位于两个所述内部支撑件之间，所述传动机构用于驱动所述加热部件和所述超声部件沿焊缝方向移动，所述加热部件和所述超声部件能够穿过所述安装空隙并与所述待焊接板的底部相接触。

优选地，所述支撑机构还包括两个外部支撑件，两个所述外部支撑件对称放置于所述底板上，各所述外部支撑件设置于一个所述肋板的外部；所述连接组件包括多个第一螺栓，所述压板上设置有多个相互平行的条形孔，所述条形孔的长度方向与焊缝方向相垂直，所述压板的两端分别放置于一个所述外部支撑件和所述盖板的上方，各所述第一螺栓穿过一个所述条形孔安装于所述肋板的顶部。

优选地，所述限位组件包括多个第二螺栓，多个所述第二螺栓沿焊缝方向依次安装于所述肋板上部的一侧，所述第二螺栓用于限制所述待焊接板沿与焊缝相垂直的方向的位移。

优选地，还包括两个第三螺栓和多个第四螺栓，所述挡板的两端均通过一个所述第三螺栓固定于一个所述肋板上，各所述内部支撑件通过多个所述第四螺栓安装于一个所述肋板上。

优选地，所述盖板包括连接板和两个侧板，两个所述侧板的一端通过所述连接板连接，各所述侧板用于放置于一个所述待焊接板的上部。

优选地，所述传动机构包括导轨、滑块和直线驱动组件，所述导轨沿焊缝方向安装于所述底板上，所述滑块滑动安装于所述导轨上，所述加热部件和所述超声部件均安装于所述滑块的上部，所述直线驱动组件安装于所述底板上并用于驱动所述滑块运动。

优选地，所述直线驱动组件包括丝杆、丝杆螺母、电机和两个丝杆安装座，所述电机和两个所述丝杆安装座均固定于所述底板上，所述丝杆转动安装两个所述丝杆安装座上，所述丝杆与所述导轨相互平行，所述电机与所述丝杆的一端连接，所述丝杆螺母安装于所述丝杆上，所述丝杆螺母与所述滑块固定连接。

优选地，所述滑块上设置有第一螺柱和第二螺柱，且所述第一螺柱和所述第二螺柱的排布方向与焊缝方向相一致，所述加热部件螺纹安装于所述第一螺柱上，所述超声部件螺纹安装于所述第二螺柱上。

优选地，所述加热部件包括壳体和支撑加热件，所述壳体的下部螺纹安装于所述第一螺柱上，所述壳体的上部设置有与所述支撑加热件结构相匹配的容纳槽，所述支撑加热件设置于所述容纳槽中。

本发明还提供一种基于所述的搅拌摩擦焊装置的焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、将所述肋板和所述传动机构安装于所述底板上，之后将所述底板固定于机床上，在各所述肋板的内侧放置一个所述内部支撑件，并在传动机构上安装所述加热部件和所述超声部件，在两个所述肋板之间安装所述挡板，在各所述内部支撑件上均放置一个所述待焊接板，并使得所述待焊接板的一端与所述挡板相接触，调节所述限位组件，使得各所述限位组件抵紧于一个所述待焊接板上，在两个所述待焊接板的上方放置所述盖板，将两个所述压板分别安装于两个所述肋板上，并使得所述压板与所述盖板相接触；

步骤二、将所述搅拌头固定在搅拌摩擦焊机上，并设置焊接工艺参数，对所述传动机构的速度进行设置，使得所述传动机构驱动所述加热部件和所述超声部件的运动速度与所述搅拌头的焊接速度相同；

步骤三、开启所述加热部件并进行预热，预热时间结束后，所述传动机构、所述加热部件、所述超声部件和所述搅拌头同时工作，使得所述搅拌头对两个所述待焊接板进行搅拌摩擦焊接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的搅拌摩擦焊装置中各肋板的内侧放置一个内部支撑件，两个内部支撑件之间形成安装空隙，压板用于限制盖板和待焊接板沿竖直方向的位移，各限位组件用于限制一个待焊接板沿与焊缝相垂直的方向的位移，挡板用于限制待焊接板沿焊缝方向的位移，传动机构用于驱动加热部件和超声部件沿焊缝方向移动，并使得加热部件和超声部件与搅拌头同步移动，加热部件和超声部件能够穿过安装空隙并与待焊接板的底部相接触，使得加热部件对焊缝的底部进行随搅拌头移动的局部加热，进而精确地对焊接过程中焊缝底部金属流动性较差的位置进行加热，减少了焊接过程中额外热输入，避免产生过高的热输入而对母材的材料组织产生影响。本发明中在轴肩覆盖的面积内进行支撑可以有效地将热量传递至搅拌针正下方，且使得超声振动的能量也有空间在焊缝底部进行施加，通过在焊缝底部施加随搅拌头移动的超声振动能量，避免超声辅助在厚板搅拌摩擦焊中的施加效果随着板厚的增加而逐渐减少，实现了将热量及超声振动的能量更加精准地输入到焊缝底部，对原本流动性较低的焊缝底部进行加热和超声，可以降低金属的屈服极限，增加其塑性流动行为，以促进焊缝底部金属扩散连接效果，同时降低焊接过程中焊缝上下温差，对接头组织成形具有良性影响，从而改善接头微观组织及性能，提高了厚板搅拌摩擦焊底部焊缝质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的搅拌摩擦焊装置的整体结构示意图；

图2为本发明提供的搅拌摩擦焊装置中限位组件的安装示意图；

图3为本发明提供的搅拌摩擦焊装置中导轨、滑块、加热部件和超声部件的安装示意图；

图4为本发明提供的搅拌摩擦焊装置的剖视图；

图5为本发明提供的搅拌摩擦焊装置中压板的结构示意图；

图6为本发明提供的搅拌摩擦焊装置中搅拌头、待焊接板、盖板、挡板、加热部件和超声部件的安装示意图；

图7为本发明提供的搅拌摩擦焊装置中加热部件、超声部件和滑块的安装剖视图；

图8为本发明提供的搅拌摩擦焊装置中加热部件的壳体的结构示意图；

图9为本发明提供的搅拌摩擦焊装置中加热部件的壳体的剖视图；

图10为本发明提供的搅拌摩擦焊装置中加热部件的支撑加热件的结构示意图；

图11为本发明提供的搅拌摩擦焊装置中超声部件的剖视图。

附图标记说明：100、搅拌摩擦焊装置；1、底板；2、肋板；3、内部支撑件；4、安装空隙；5、待焊接板；6、挡板；7、盖板；71、侧板；72、连接板；8、压板；81、主板；82、第一压块；83、第二压块；84、条形孔；9、外部支撑件；10、导轨；11、滑块；12、加热部件；121、壳体；122、支撑加热件；123、容纳槽；124、第一螺纹孔；13、超声部件；14、第一螺栓；15、第二螺栓；16、第三螺栓；17、第四螺栓；18、搅拌头；19、第一螺柱；20、第二螺柱；21、第二螺纹孔。

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。

本发明的目的是提供一种搅拌摩擦焊装置及焊接方法，实现了将热量及超声振动的能量更加精准地输入到焊缝底部，促进焊缝金属的塑性流动，提高了焊缝成形的质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图11所示，本实施例提供一种搅拌摩擦焊装置100，包括搅拌头18、底板1、装夹机构、支撑机构、传动机构、加热部件12和超声部件13，支撑机构包括两个内部支撑件3，装夹机构包括盖板7、挡板6、两个肋板2、两个压板8、两个连接组件和两个限位组件，两个肋板2对称固定于底板1的上部，且两个肋板2均竖直设置且相互平行，各肋板2的内侧放置一个内部支撑件3，两个内部支撑件3之间形成安装空隙4，各内部支撑件3的上部用于放置一个待焊接板5，内部支撑件3用于对待焊接板5提供主要支撑力，两个待焊接板5的对接处位于安装空隙4的上方，搅拌头18用于对两个待焊接板5进行焊接，盖板7用于放置于两个待焊接板5的上方，且盖板7覆盖两个待焊接板5的对接处的一端，两个待焊接板5的对接处的其他部分露在外部，进而便于对其焊接。各压板8通过一个连接组件安装于一个肋板2的顶部，压板8用于限制盖板7和待焊接板5沿竖直方向的位移，各肋板2上部的一侧安装有一个限位组件，各限位组件用于限制一个待焊接板5沿与焊缝相垂直的方向的位移，挡板6的两端分别安装于两个肋板2上，且挡板6位于两个待焊接板5的对接处的另一端，挡板6用于限制待焊接板5沿焊缝方向的位移，焊接时，搅拌头18由远离挡板6的一端向靠近挡板6的一端运动；传动机构安装于底板1上且位于两个内部支撑件3之间，传动机构用于驱动加热部件12和超声部件13沿焊缝方向移动，加热部件12和超声部件13能够穿过安装空隙4并与待焊接板5的底部相接触，具体地，加热部件12和超声部件13能够与两个待焊接板5的对接处的底部相接触。

支撑机构还包括两个外部支撑件9，两个外部支撑件9对称放置于底板1上，各外部支撑件9设置于一个肋板2的外部；连接组件包括多个第一螺栓14，压板8上设置有多个相互平行的条形孔84，条形孔84的长度方向与焊缝方向相垂直，压板8的两端分别放置于一个外部支撑件9和盖板7的上方，各第一螺栓14穿过一个条形孔84安装于肋板2的顶部，通过设置条形孔84与第一螺栓14相配合，使得压板8能够沿与焊缝相垂直的方向移动。使用时，在调节好压板8的位置之后，向下拧动第一螺栓14，进而将压板8固定于肋板2上，压板8一端放置在盖板7上以限制待焊接板5沿竖直方向的位移，另一端设置在外部支撑件9上以提供支撑力。

如图5所示，压板8包括主板81、第一压块82和第二压块83，第一压块82和第二压块83分别设置于主板81下部的两端，第一压块82放置于外部支撑件9上，第二压块83放置于盖板7上，主板81上设置有多个条形孔84。于本具体实施例中，外部支撑件9为外部支撑块，内部支撑件3为内部支撑块。

如图2所示，限位组件包括多个第二螺栓15，多个第二螺栓15沿焊缝方向依次安装于肋板2上部的一侧，第二螺栓15用于限制待焊接板5沿与焊缝相垂直的方向的位移。使用时，在摆放好两个待焊接板5之后，拧动两个肋板2上的第二螺栓15，使得一侧的多个第二螺栓15抵紧于一个待焊接板5上，另一侧的多个第二螺栓15抵紧于另一个待焊接板5上，进而实现限制待焊接板5沿与焊缝相垂直的方向的位移。

本实施例中还包括两个第三螺栓16和多个第四螺栓17，挡板6的两端均通过一个第三螺栓16固定于一个肋板2上，挡板6位于两个肋板2之间的前端；各内部支撑件3通过多个第四螺栓17安装于一个肋板2上。于本具体实施例中，内部支撑件3和肋板2上均设置有用于安装第四螺栓17的螺纹孔，内部支撑件3与肋板2之间的相对位置可以调节，根据实际需求调节好内部支撑件3的位置后，将第四螺栓17依次安装于肋板2和内部支撑件3的螺纹孔中，进而完成内部支撑件3与肋板2的固定。

本实施例中还包括多个第五螺栓，肋板2的底部通过第五螺栓固定于底板1上。

盖板7包括连接板72和两个侧板71，两个侧板71的一端通过连接板72连接，各侧板71用于放置于一个待焊接板5的上部。于本具体实施例中，连接板72位于远离挡板6的一端。放置好盖板7之后，盖板7的顶面与挡板6的顶面相齐平。

如图3所示，传动机构包括导轨10、滑块11和直线驱动组件，导轨10沿焊缝方向安装于底板1上，滑块11滑动安装于导轨10上，加热部件12和超声部件13均安装于滑块11的上部，直线驱动组件安装于底板1上并用于驱动滑块11运动。

直线驱动组件包括丝杆、丝杆螺母、电机和两个丝杆安装座，电机和两个丝杆安装座均固定于底板1上，丝杆转动安装两个丝杆安装座上，丝杆与导轨10相互平行，电机与丝杆的一端连接，丝杆螺母安装于丝杆上，丝杆螺母与滑块11固定连接。开启电机，通过带动丝杆转动，能够实现滑块11沿导轨10滑动，进而使得加热部件12和超声部件13均沿焊缝方向移动。

于本具体实施例中，导轨10通过多个第六螺栓固定于底板1上，丝杆安装座通过第七螺栓固定于底板1上，电机通过第八螺栓固定于底板1上。

如图7所示，滑块11上设置有第一螺柱19和第二螺柱20，且第一螺柱19和第二螺柱20的排布方向与焊缝方向相一致，加热部件12螺纹安装于第一螺柱19上，超声部件13螺纹安装于第二螺柱20上。通过拧动加热部件12能够实现加热部件12在竖直方向上高度的调节，拧动超声部件13能够实现超声部件13在竖直方向上高度的调节，进而实现加热部件12和超声部件13均与两个待焊接板5的对接处的底部相接触。

如图8-图10所示，加热部件12包括壳体121和支撑加热件122，壳体121的下部螺纹安装于第一螺柱19上，壳体121的上部设置有与支撑加热件122结构相匹配的容纳槽123，支撑加热件122设置于容纳槽123中。通过拧动壳体121能够使得支撑加热件122与两个待焊接板5的对接处的底部相接触。

如图9所示，壳体121的下部设置有与第一螺柱19结构相匹配的第一螺纹孔124，第一螺纹孔124与容纳槽123相连通。如图11所示，超声部件13的下部设置有与第二螺柱20结构相匹配的第二螺纹孔21。

如图4所示，两个内部支撑件3之间的安装空隙4包括由上至下依次连接的第一空隙和第二空隙，第一空隙与加热部件12和超声部件13的结构相匹配，第二空隙用于容纳传动机构，且第二空隙的横截面为梯形。

于本具体实施例中，两个待焊接板5的材质不同，分别为铝板和镁板。底板1、装夹机构和支撑机构所使用的材料均为45号钢。第一螺栓14和第五螺栓采用的螺栓规格为M20，第二螺栓15、第三螺栓16、第四螺栓17和第六螺栓采用的螺栓规格为M8。支撑加热件122采用电阻加热的形式进行温度的调节，超声部件13采用的参数为频率20KHz，功率2000W。

本实施例还提供一种基于搅拌摩擦焊装置100的焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、将肋板2和传动机构安装于底板1上，之后将底板1固定于机床上，具体地，通过第五螺栓、第六螺栓、第七螺栓和第八螺栓分别将肋板2、导轨10、丝杆安装座和电机固定于底板1上；将底板1固定在机床的燕尾槽中，通过限制自由度的方式进行三轴方向的限位。在各肋板2的内侧放置一个内部支撑件3，并在传动机构上安装加热部件12和超声部件13，之后调整加热部件12和超声部件13的轴向高度，具体地，通过拧动加热部件12和超声部件13进行轴向高度调整，使得支撑加热件122和超声部件13的顶部能够与待焊接板5的底部相接触。之后调整两个内部支撑件3的位置，使其贴近加热部件12和超声部件13，调整好后将第四螺栓17安装于肋板2和内部支撑件3上，实现二者的固定。在两个肋板2之间安装挡板6，在各内部支撑件3上均放置一个待焊接板5，并使得待焊接板5的一端与挡板6相接触，进而限制待焊接板5沿焊缝方向的位移；调节限位组件，使得各限位组件抵紧于一个待焊接板5上，进而限制待焊接板5沿与焊缝相垂直的方向的位移；在两个待焊接板5的上方放置盖板7，将两个压板8分别安装于两个肋板2上，并使得压板8与盖板7相接触，进而限制待焊接板5沿竖直方向的位移，即限制待焊接板5沿搅拌头18轴线方向的位移。

步骤二、将搅拌头18固定在搅拌摩擦焊机上，并设置焊接工艺参数，调节设备进行匹配，对传动机构的速度进行设置，使得传动机构驱动加热部件12和超声部件13的运动速度与搅拌头18的焊接速度相同，即加热部件12和超声部件13与搅拌头18在相对静止状态下进行焊接。具体地，对传动机构的速度通过控制系统进行设置。

步骤三、开启加热部件12并进行预热，预热时间结束后，传动机构、加热部件12、超声部件13和搅拌头18同时工作，使得搅拌头18对两个待焊接板5进行搅拌摩擦焊接。加热部件12和超声部件13均与搅拌头18同步运动，加热部件12和超声部件13分别对焊缝底部提供热量和超声振动的能量。

于本具体实施例中，搅拌头18的倾角为2°，搅拌头18的下压距离为0.15mm，搅拌头18的转速为375r/min，搅拌头18的焊接速度为23.5mm/min。

本实施例中传动机构驱动加热部件12和超声部件13与搅拌头18同步移动，加热部件12和超声部件13能够穿过安装空隙4并与待焊接板5的底部相接触，使得加热部件12对焊缝的底部进行随搅拌头18移动的局部加热，进而精确地对焊接过程中焊缝底部金属流动性较差的位置进行加热，减少了焊接过程中额外热输入，避免产生过高的热输入而对母材的材料组织产生影响。本实施例中在轴肩覆盖的面积内进行支撑可以有效地将热量传递至搅拌针正下方，且使得超声振动的能量也有空间在焊缝底部进行施加，通过在焊缝底部施加随搅拌头18移动的超声振动能量，避免超声辅助在厚板搅拌摩擦焊中的施加效果随着板厚的增加而逐渐减少，实现了将热量及超声振动的能量更加精准地输入到焊缝底部，对原本流动性较低的焊缝底部进行加热和超声，可以降低金属的屈服极限，增加其塑性流动行为，以促进焊缝底部金属扩散连接效果，同时降低焊接过程中焊缝上下温差，对接头组织成形具有良性影响，从而改善接头微观组织及性能，提高了厚板搅拌摩擦焊底部焊缝质量。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种搅拌摩擦焊装置，其特征在于，包括搅拌头、底板、装夹机构、支撑机构、传动机构、加热部件和超声部件，所述支撑机构包括两个内部支撑件，所述装夹机构包括盖板、挡板、两个肋板、两个压板、两个连接组件和两个限位组件，两个所述肋板对称固定于所述底板的上部，各所述肋板的内侧放置一个所述内部支撑件，两个所述内部支撑件之间形成安装空隙，各所述内部支撑件的上部用于放置一个待焊接板，所述搅拌头用于对两个所述待焊接板进行焊接，所述盖板用于放置于两个所述待焊接板的上方，各所述压板通过一个所述连接组件安装于一个所述肋板的顶部，所述压板用于限制所述盖板和所述待焊接板沿竖直方向的位移，各所述肋板上部的一侧安装有一个所述限位组件，各所述限位组件用于限制一个所述待焊接板沿与焊缝相垂直的方向的位移，所述挡板的两端分别安装于两个所述肋板上，所述挡板用于限制所述待焊接板沿焊缝方向的位移；所述传动机构安装于所述底板上且位于两个所述内部支撑件之间，所述传动机构用于驱动所述加热部件和所述超声部件沿焊缝方向移动，所述加热部件和所述超声部件能够穿过所述安装空隙并与所述待焊接板的底部相接触。

2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述支撑机构还包括两个外部支撑件，两个所述外部支撑件对称放置于所述底板上，各所述外部支撑件设置于一个所述肋板的外部；所述连接组件包括多个第一螺栓，所述压板上设置有多个相互平行的条形孔，所述条形孔的长度方向与焊缝方向相垂直，所述压板的两端分别放置于一个所述外部支撑件和所述盖板的上方，各所述第一螺栓穿过一个所述条形孔安装于所述肋板的顶部。

3.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述限位组件包括多个第二螺栓，多个所述第二螺栓沿焊缝方向依次安装于所述肋板上部的一侧，所述第二螺栓用于限制所述待焊接板沿与焊缝相垂直的方向的位移。

4.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，还包括两个第三螺栓和多个第四螺栓，所述挡板的两端均通过一个所述第三螺栓固定于一个所述肋板上，各所述内部支撑件通过多个所述第四螺栓安装于一个所述肋板上。

5.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述盖板包括连接板和两个侧板，两个所述侧板的一端通过所述连接板连接，各所述侧板用于放置于一个所述待焊接板的上部。

6.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述传动机构包括导轨、滑块和直线驱动组件，所述导轨沿焊缝方向安装于所述底板上，所述滑块滑动安装于所述导轨上，所述加热部件和所述超声部件均安装于所述滑块的上部，所述直线驱动组件安装于所述底板上并用于驱动所述滑块运动。

7.根据权利要求6所述的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述直线驱动组件包括丝杆、丝杆螺母、电机和两个丝杆安装座，所述电机和两个所述丝杆安装座均固定于所述底板上，所述丝杆转动安装两个所述丝杆安装座上，所述丝杆与所述导轨相互平行，所述电机与所述丝杆的一端连接，所述丝杆螺母安装于所述丝杆上，所述丝杆螺母与所述滑块固定连接。

8.根据权利要求6所述的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述滑块上设置有第一螺柱和第二螺柱，且所述第一螺柱和所述第二螺柱的排布方向与焊缝方向相一致，所述加热部件螺纹安装于所述第一螺柱上，所述超声部件螺纹安装于所述第二螺柱上。

9.根据权利要求8所述的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述加热部件包括壳体和支撑加热件，所述壳体的下部螺纹安装于所述第一螺柱上，所述壳体的上部设置有与所述支撑加热件结构相匹配的容纳槽，所述支撑加热件设置于所述容纳槽中。

10.一种基于如权利要求1-9中任一项所述的搅拌摩擦焊装置的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将所述肋板和所述传动机构安装于所述底板上，之后将所述底板固定于机床上，在各所述肋板的内侧放置一个所述内部支撑件，并在传动机构上安装所述加热部件和所述超声部件，在两个所述肋板之间安装所述挡板，在各所述内部支撑件上均放置一个所述待焊接板，并使得所述待焊接板的一端与所述挡板相接触，调节所述限位组件，使得各所述限位组件抵紧于一个所述待焊接板上，在两个所述待焊接板的上方放置所述盖板，将两个所述压板分别安装于两个所述肋板上，并使得所述压板与所述盖板相接触；

步骤二、将所述搅拌头固定在搅拌摩擦焊机上，并设置焊接工艺参数，对所述传动机构的速度进行设置，使得所述传动机构驱动所述加热部件和所述超声部件的运动速度与所述搅拌头的焊接速度相同；

步骤三、开启所述加热部件并进行预热，预热时间结束后，所述传动机构、所述加热部件、所述超声部件和所述搅拌头同时工作，使得所述搅拌头对两个所述待焊接板进行搅拌摩擦焊接。

Images