CN115502540B - 基于无匙孔搅拌摩擦焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置，用于两个待焊件的焊接，该装置包括摩擦机构和搅拌机构，所述摩擦机构包括轴肩，所述摩擦机构内部呈滑动状态安装有所述搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌针及用于带动所述搅拌针转动及移动的驱动器，所述搅拌针活动穿设在所述轴肩中，且所述搅拌针的头端设有搅拌针头，所述轴肩的底部向内开设有用于容纳所述搅拌针头的凹槽，所述驱动器用于带动所述搅拌针向所述凹槽内移动，使所述凹槽内热塑化材料填充至所述搅拌针头形成的匙孔中。

Description

基于无匙孔搅拌摩擦焊接装置

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦点焊技术领域，具体涉及一种基于无匙孔搅拌摩擦焊接装置。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种固相补焊焊接技术，是指利用高速旋转的搅拌头与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部热塑化，当搅拌头沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在搅拌头的转动摩擦力作用下由搅拌头的前部流向后部，并在搅拌头的挤压下形成致密的固相焊缝。

市面上惯有的搅拌摩擦焊在焊接结束时，往往都会留下一个焊接匙孔，现有的解决方法是铝合金型材搅拌摩擦焊前预置引出板，这种解决方法会造成资源的浪费，且需要后期进行再次裁剪，费时费力。

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置，解决了搅拌摩擦焊在焊接结束时，留下的焊接匙孔的问题。

(2)技术方案

本发明提供了一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置，用于两个待焊件的焊接，该装置至少包括摩擦机构和搅拌机构，所述摩擦机构包括轴肩，所述摩擦机构内部呈滑动状态安装有所述搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌针及用于带动所述搅拌针转动及移动的驱动器，所述搅拌针活动穿设在所述轴肩中，且所述搅拌针的头端设有搅拌针头，所述轴肩的底部向内开设有用于容纳所述搅拌针头的凹槽，所述驱动器用于带动所述搅拌针向所述凹槽内移动，使所述凹槽内热塑化材料填充至所述搅拌针头形成的匙孔中。

进一步地，所述搅拌针头呈圆台状。

进一步地，所述搅拌针头的外侧表面设置多个第一凸条，用于增大所述搅拌针头对待焊件的摩擦力。

进一步地，所述轴肩侧表面上与待焊接接触的一侧设置有多个第二凸条，用于增大所述轴肩对待焊件的摩擦力。

进一步地，所述轴肩底部中心开设供所述搅拌针穿设的通孔，所述通孔连通至所述凹槽的底部。

进一步地，所述驱动器包括第一驱动件及第二驱动件，所述第一驱动件采用液压缸，所述第一驱动件内部呈滑动状态安装有液压活塞杆，所述液压活塞杆底部固定安装所述第二驱动件，所述第二所述驱动件采用高速旋转电机，所述第二驱动件底部固定安装有第二转动杆，所述第二转动杆底部固定连接所述搅拌针，启动所述第一驱动件时，所述液压活塞杆带动所述第二驱动件上下往复移动，并通过所述第二转动杆带动所述搅拌针转动。

进一步地，所述轴肩的顶部固定安装有多个支撑杆，多个支撑杆顶部固定安装有转动台，所述转动台顶部固定安装有第一转动杆，第一转动杆由第三驱动件驱动，所述第三驱动件用于带动所述第一转动杆高速转动，通过所述转动台带动多个支撑杆转动，从而使所述轴肩转动。

进一步地，所述摩擦机构外侧呈滑动状态安装有按压机构，所述按压机构包括固定安装在所述第二驱动件外侧的滑动垫，所述液压活塞杆连接所述滑动垫，所述滑动垫开设有多个与所述支撑杆相对应的安装孔，多个所述支撑杆均分别贯穿所述滑动垫表面所开设对应位置的安装孔，所述滑动垫与所述支撑杆滑动配合，所述滑动垫底部固定安装有多个与支撑杆相对应的弹性件，所述弹性件均套接在对应位置的支撑杆外侧，所述弹性件固定安装在所述轴肩顶部。

进一步地，所述按压机构外侧包裹安装有壳体，所述壳体外壁固定安装有定位机构，所述定位机构包括固定安装在所述壳体外壁的定位环，所述定位环两侧固定安装有L形的挤压杆，使所述挤压杆延伸至待焊件的两侧，所述挤压杆用于挤压待焊件的一侧设置有弹簧件，所述弹簧件远离所述挤压杆的一侧固定安装有限位板，所述限位板远离所述弹簧件的一侧转动安装有多个滑轮，所述滑轮远离所述限位板的一侧贴合待焊件外侧，所述滑轮滑动在所述待焊件外侧，使所述定位机构对待焊件进行夹持，并在待焊件两侧跟随所述壳体同步滑动。

(3)有益效果

综上，本发明的一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置，具有搅拌机构和摩擦机构，在板铝合金搅拌摩擦焊接装置使用至结尾部分时，通过第一驱动件将搅拌针头收起，使得搅拌针头将轴肩上凹槽内的铝合金液体挤压至因搅拌针留下的匙孔中，进而对匙孔进行补充，从而避免了需要预置引出板再进行裁剪而导致的资源浪费，且省时省力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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是本发明实施例提供的一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置的整体正剖图；

图3是本发明实施例提供的一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置的摩擦机构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置的搅拌机构的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置的定位机构的机构示意图。

图中：

1-待焊件；2-摩擦机构；21-第三驱动件；22-第一转动杆；23-转动台；24-支撑杆；25-轴肩；3-搅拌机构；31-第一驱动件；32-液压活塞杆；33-第二驱动件；34-第二转动杆；35-搅拌针；36-搅拌针头；4-按压机构；41-滑动垫；42-弹性件；5-壳体；6-定位机构；61-定位环；62-挤压杆；63-弹簧件；64-限位板；65-滑轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为解决现有焊接件在搅拌摩擦焊接后因去除匙孔造成资源、时间、人力消耗的问题，本申请提供一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置，无匙孔搅拌摩擦焊接装置具有搅拌机构3和摩擦机构2，在板铝合金搅拌摩擦焊接装置使用至结尾部分时，通过第一驱动件31将搅拌针头36收起，使得搅拌针头36将轴肩25的凹槽内的铝合金液体挤压至因搅拌针35留下的匙孔中，进而对匙孔进行补充，从而避免了需要预置引出板再进行裁剪而导致的资源浪费，且省时省力。

参照说明书附图1-5，一种铝合金无匙孔搅拌摩擦焊接装置，用于两个厚板铝合金待焊件1的焊接，如图1和图2所示，该装置至少包括摩擦机构2和搅拌机构3，使用时，将两块待焊件1拼合在一起，将接缝的地方放置在摩擦机构2的下方，两个待焊件1接缝处顶部贴合安装有摩擦机构2，摩擦机构2内部呈滑动状态安装有搅拌机构3，摩擦机构2外侧呈滑动状态安装有按压机构4，摩擦机构2外侧包裹安装有壳体5，壳体5外壁固定安装有定位机构6。其中，搅拌机构3包括搅拌针35及用于带动搅拌针35转动及移动的驱动器，搅拌针35活动穿设在轴肩25中，且搅拌针35的头端设有搅拌针头36，轴肩25的底部向内开设有用于容纳搅拌针头36的凹槽，驱动器用于带动搅拌针35向凹槽内移动，使凹槽内热塑化材料填充至搅拌针头36形成的匙孔中。

本申请通过在搅拌摩擦焊的内部设置搅拌机构，进而使得在焊接到结尾部分时，通过搅拌机构收起搅拌针，进而通过搅拌针头将轴肩内的热塑化的铝合金挤压出，并补充因搅拌针头留下的匙孔，以解决现有技术中存在的焊接匙孔的问题。

如图4所示，搅拌机构3的驱动器用于带动搅拌针35转动及移动，本申请中，驱动器包括第一驱动件31及第二驱动件33，第一驱动件31可以采用液压缸，第一驱动件31内部呈滑动状态安装有液压活塞杆32，启动第一驱动件31，进而使得液压活塞杆32向下推出，液压活塞杆32底部固定安装第二驱动件33，液压活塞杆32将第二驱动件33向下按压，第二驱动件33底部固定安装有第二转动杆34，第二驱动件33可以是高速旋转电机，第二驱动件33带动第二转动杆34转动，第二转动杆34底部固定安装有搅拌针35，第二转动杆34带动搅拌针35转动，搅拌针35底部固定安装有搅拌针头36，搅拌针35带动搅拌针头36转动，从而使得搅拌针头36挤压进两个厚板铝合金的待焊件1的接缝处。

具体地，搅拌针头36呈圆台形，搅拌针头36呈圆台形的设置，使得搅拌针头36底部更宽，进而使得搅拌针头36底部对铝合金1进行更强的摩擦力度，搅拌针头36外表面固定安装有多条第一凸条，第一凸条的设置，增大了搅拌针头36对厚板铝合金待焊件1的摩擦力，搅拌针头36将两个待焊件1接缝处的铝合金热塑化，从而通过铝合金热塑化材料搅拌将两个板铝合金的待焊件1焊接。

如图3所示，摩擦机构2包括贴合安装在铝合金1顶部的轴肩25，轴肩25顶部固定安装有多个支撑杆24，多个支撑杆24顶部固定安装有转动台23，转动台23顶部固定安装有第一转动杆22，第一转动杆22由第三驱动件21驱动，第三驱动件21带动第一转动杆22高速转动，通过转动台23带动多个支撑杆24转动，从而使轴肩25转动，第三驱动件21顶部固定安装在壳体5内壁，这样的设置，使得结构整体更稳固。

轴肩25底部固定安装有多条第二凸条，第二凸条的设置，增大了轴肩25对厚板待焊件1的摩擦力，轴肩25底部中心开设有供搅拌针35穿设的通孔及与搅拌针头36等同体积的凹槽，通孔连通至凹槽的底部，使搅拌针可以穿设轴肩。

凹槽与搅拌针头等同体积设置，使得搅拌针头36可以收缩到轴肩25内部，进而将轴肩25内部因搅拌针头36将两个待焊件1接缝处的铝合金热塑化而产生的铝合金热塑化材料挤压出来，使得铝合金热塑化材料挤压到因搅拌针头36焊接留下的匙孔中，进而对匙孔进行补充，再通过轴肩25的持续摩擦磨平两个待焊件1的接缝处。

如图3所示，摩擦机构2外侧呈滑动状态安装有按压机构4，按压机构4包括固定安装在第二驱动件33外侧的滑动垫41，滑动垫41开设有多个与支撑杆24相对应的安装孔，多个支撑杆24均贯穿滑动垫41表面所开设对应位置的安装孔，滑动垫41与支撑杆24滑动配合，滑动垫41底部固定安装有多个与支撑杆24相对应的弹性件42，弹性件42均套接在对应位置的支撑杆24外侧，弹性件42固定安装在轴肩25顶部。

本申请中，液压活塞杆32连接所述滑动垫41，所述第二驱动件33固定连接所述滑动垫41，这样的设置，便于在液压活塞杆32将第二驱动件33向下按压的过程中，第二驱动件33外侧固定安装的滑动垫41同步向下，进而使得滑动垫41将弹性件42向下按压，从而使得弹性件42对轴肩25施压，从而增加轴肩25对待焊件1的摩擦力度。本申请方案中，弹性件42可以采用弹簧。

如图5所示，定位机构6包括固定安装在壳体5外壁的定位环61，定位环61两侧固定安装有L形的挤压杆62，挤压杆62形状的设置，便于挤压杆62延伸至待焊件1的两侧，挤压杆62用于挤压待焊接件的一侧设置有弹簧件63，弹簧件63远离挤压杆62的一侧固定安装有限位板64，限位板64远离弹簧件63的一侧转动安装有多个滑轮65。

滑轮65远离限位板64的一侧贴合待焊件1外侧，滑轮65滑动在待焊件1外侧，滑轮65这样的设置，使得两块待焊件1两侧的滑轮65按压在待焊件1外侧，进而使得定位机构6对待焊件1进行夹持，便于定位机构6在待焊件1两侧跟随壳体5同步滑动。

壳体5固定安装在外界焊接设备的底部，壳体5运动状态为匀速直线运动，这样的设置，使得两块待焊件1的焊接纹路更加美观。

本申请装置的工作原理：在实际使用时，先将两块待焊件1拼合在一起，再将接缝的地方放置在摩擦机构2的下方，在焊接结束段时，启动第一驱动件31，进而使得启动第一驱动件31将液压活塞杆32向上拉动，进而使得液压活塞杆32将第二驱动件33向上拉动，从而使得搅拌针头36脱离两个待焊件1的接缝处，进而使得搅拌针头36将轴肩25底部凹槽中的铝合金热塑化材料挤压到因搅拌针头36焊接留下的匙孔中，进而对匙孔进行补充，再通过轴肩25的持续摩擦磨平两个待焊件1的接缝处。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种无匙孔搅拌摩擦焊接装置，用于两个待焊件（1）的焊接，其特征在于，包括：摩擦机构（2）和搅拌机构（3），所述摩擦机构（2）包括轴肩（25），所述摩擦机构（2）内部呈滑动状态安装有所述搅拌机构（3），所述搅拌机构（3）包括搅拌针（35）及用于带动所述搅拌针（35）转动及移动的驱动器，所述搅拌针（35）活动穿设在所述轴肩（25）中，且所述搅拌针（35）的头端设有搅拌针头（36），所述轴肩（25）的底部向内开设有用于容纳所述搅拌针头（36）的凹槽，所述驱动器用于带动所述搅拌针（35）向所述凹槽内移动，使所述凹槽内热塑化材料填充至所述搅拌针头（36）形成的匙孔中；

所述搅拌针头（36）呈圆台状，所述凹槽与所述搅拌针头（36）的形状相匹配且等同体积设置。

2.根据权利要求1所述的无匙孔搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述搅拌针头（36）的外侧表面设置多个第一凸条，用于增大所述搅拌针头（36）对待焊件（1）的摩擦力。

3.根据权利要求1所述的无匙孔搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述轴肩（25）侧表面上与待焊接（1）接触的一侧设置有多个第二凸条，用于增大所述轴肩（25）对待焊件的摩擦力。

4.根据权利要求1所述的无匙孔搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述轴肩（25）底部中心开设供所述搅拌针（35）穿设的通孔，所述通孔连通至所述凹槽的底部。

5.根据权利要求1所述的无匙孔搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述驱动器包括第一驱动件（31）及第二驱动件（33），所述第一驱动件（31）采用液压缸，所述第一驱动件（31）内部呈滑动状态安装有液压活塞杆（32），所述液压活塞杆（32）底部固定安装所述第二驱动件（33），所述第二驱动件（33）采用高速旋转电机，所述第二驱动件（33）底部固定安装有第二转动杆（34），所述第二转动杆（34）底部固定连接所述搅拌针（35），启动所述第一驱动件（31）时，所述液压活塞杆（32）带动所述第二驱动件（33）上下往复移动，并通过所述第二转动杆（34）带动所述搅拌针（35）转动。

6.根据权利要求5所述的无匙孔搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述轴肩（25）的顶部固定安装有多个支撑杆（24），多个支撑杆（24）顶部固定安装有转动台（23），所述转动台（23）顶部固定安装有第一转动杆（22），第一转动杆（22）由第三驱动件（21）驱动，所述第三驱动件（21）用于带动所述第一转动杆（22）高速转动，通过所述转动台（23）带动多个支撑杆（24）转动，从而使所述轴肩（25）转动。

7.根据权利要求6所述的无匙孔搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述摩擦机构（2）外侧呈滑动状态安装有按压机构（4），所述按压机构（4）包括固定安装在所述第二驱动件（33）外侧的滑动垫（41），所述液压活塞杆（32）连接所述滑动垫（41），所述滑动垫（41）开设有多个与所述支撑杆（24）相对应的安装孔，多个所述支撑杆（24）均分别贯穿所述滑动垫（41）表面所开设对应位置的安装孔，所述滑动垫（41）与所述支撑杆（24）滑动配合，所述滑动垫（41）底部固定安装有多个与支撑杆（24）相对应的弹性件（42），所述弹性件（42）均套接在对应位置的支撑杆（24）外侧，所述弹性件（42）固定安装在所述轴肩（25）顶部。

8.根据权利要求7所述的无匙孔搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述按压机构（4）外侧包裹安装有壳体（5），所述壳体（5）外壁固定安装有定位机构（6），所述定位机构（6）包括固定安装在所述壳体（5）外壁的定位环（61），所述定位环（61）两侧固定安装有L形的挤压杆（62），使所述挤压杆（62）延伸至待焊件（1）的两侧，所述挤压杆（62）用于挤压待焊件的一侧设置有弹簧件（63），所述弹簧件（63）远离所述挤压杆（62）的一侧固定安装有限位板（64），所述限位板（64）远离所述弹簧件（63）的一侧转动安装有多个滑轮（65），所述滑轮（65）远离所述限位板（64）的一侧贴合待焊件（1）外侧，所述滑轮（65）滑动在所述待焊件（1）外侧，使所述定位机构（6）对待焊件（1）进行夹持，并在待焊件（1）两侧跟随所述壳体（5）同步滑动。

9.根据权利要求8所述的无匙孔搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述壳体（5）固定安装在焊接设备的底部，所述第三驱动件（21）顶部固定安装在所述壳体（5）内壁焊接过程中，所述壳体（5）为匀速直线运动，所述定位机构（6）在待焊件（1）两侧跟随所述壳体（5）同步滑动。