CN202527849U - 一种冷轧铝合金直缝焊接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷轧铝合金直缝焊接机，旨在提供一种可焊接筒状工件等的冷轧铝合金直缝焊接机，其包括机架和设于机架上且在所述机架两端之间运动的焊头装置，所述冷轧铝合金直缝焊接机还包括用于固定焊接工件的焊接小车，所述机架上设置有定位所述焊接小车的第一定位装置，所述焊接小车上设置有与所述第一定位装置相匹配以定位固定所述焊接小车于所述机架上的第二定位装置。本实用新型可用于汽车轮辋的焊接。

Description

一种冷轧铝合金直缝焊接机

技术领域

本实用新型涉及焊接机，尤其是涉及一种冷轧铝合金直缝焊接机。 

背景技术

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding)是英国焊接研究所TWI(The Welding Institute)提出的专利焊接技术。搅拌摩擦焊除了具有普通摩擦焊技术的优点外，还可以进行多种接头形式和不同焊接位置的连接。挪威已建立了世界上第一个搅拌摩擦焊商业设备，可焊接厚3～15mm、尺寸6×16m2的A1船板；1998年美国波音公司的空间和防御实验室引进了搅拌摩擦焊技术，用于焊接某些火箭部件；麦道公司也把这种技术用于制造Delta运载火箭的推进剂贮箱。一直以来这种科技都用于航天工业的发展，很少用到加工制造业中。 

传统的搅拌摩擦焊焊接与铣床结构类似，由于焊接方法特点的限制，目前仅限于焊接结构简单的工件，其中最常见的就属平板结构的焊接。工件在焊接过程中要有良好的支撑或衬垫，工件必须固定不动，才能保证焊接质量。焊接通过主轴焊头的高速旋转，主轴做匀速直线运动，使其焊头与工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高熔化而达到焊接目的。但是，现有的搅拌摩擦焊焊接机存在不适于焊接筒状工件的缺陷。 

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术搅拌摩擦焊焊接机存在不适于焊接筒状工件的缺陷的技术问题，提供了一种冷轧铝合金直缝焊接机。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为设计一种冷轧铝合金直缝焊接机，包括机架和设于机架上且在所述机架两端之间运动的焊头装置，所述冷轧铝合金直缝焊接机还包括用于固定焊接工件的焊接小车，所述机架上设置有定位所述焊接小车的第一定位装置，所述焊接小车上设置有与所述第一定位装置相匹配以定位固定所述焊接小车于所述机架上的第二定位装置。 

所述第一定位装置包括设置在机架一端的定位柱和拉钩，所述第二定位装置包括设置在焊接小车一端的与所述定位柱匹配的定位孔和与所述拉钩匹配的突出的拉杆，所述定位柱插入所述定位孔与所述定位孔结合且所述拉钩勾住所述拉杆定位固定所述焊接小车于机架上。 

所述机架上还设置有一用于在所述定位柱与所述定位孔结合后驱动所述拉钩勾住所述拉杆的定位感应器。 

所述机架的另一端还设置有一可转动的活动臂杆，所述活动臂杆的端部设置有锁勾，所述焊接小车的另一端设置有与所述锁勾匹配以固定锁勾的锁扣，所述锁勾勾住所述锁扣固定连接所述焊接小车与机架的另一端。 

所述机架上还设置有用于压紧焊接小车上的工件的压紧臂杆，所述活动臂杆上还设置有一感知所述锁勾是否勾住所述锁扣且根据感知结果驱动所述压紧臂杆压紧或松开工件的压紧感应器。 

所述焊头装置包括主轴、设于主轴下端的焊头、设于焊头旁且用于冷却的风管和设于焊头旁用于感应焊头与工件之间距离且在其下降到接触工件时控制所述焊头缓慢下降并驱动所述风管吹风的焊头位置感应器。 

所述主轴朝焊接方向倾斜且与竖直方向呈1°~2°夹角，所述焊头的表面镀有锡合金。 

所述机架在焊头装置的行程两端还分别设置有用于限制焊头装置运动行程的归零保护感应器和到位感应器。 

所述焊接小车的上端设置有作为焊接基准的焊板，所述焊板的底部设置有循环水冷却系统。 

所述冷轧铝合金直缝焊接机还设置有用于定位焊接部位的GPS焊接定位系统和感测焊接部位厚度的焊接压力传感器 

本实用新型通过设置焊接小车来固定筒状工件，并在冷轧铝合金直缝焊接机的机架上设置相应的定位装置来定位固定焊接小车。从而可通过焊接小车来固定形状复杂的筒状工件，再将焊接小车固定到机架上进行焊接，使用非常方便。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中： 

图1是本实用新型冷轧铝合金直缝焊接机的结构原理主视图；

图2是本实用新型冷轧铝合金直缝焊接机的结构原理侧视图；

图3是本实用新型冷轧铝合金直缝焊接机的焊接小车结构原理图。

具体实施方式

请参见图1至图3。本实用新型冷轧铝合金直缝焊接机包括机架1、焊头装置2和焊接小车3。其中： 

焊接小车3用于固定焊接工件8，在本具体实施例中，焊接工件为筒状工件，在图2中，仅仅画出了筒状焊接工件焊点处的一个断面作为焊接工件8的示意。机架1上设置有定位所述焊接小车的第一定位装置11。焊接小车3上设置有与所述第一定位装置11相匹配以定位固定所述焊接小车于所述机架上的第二定位装置31。在本具体实施例中，所述第一定位装置11包括设置在机架一端的定位柱111和拉钩112。所述第二定位装置31包括设置在焊接小车一端的与所述定位柱匹配的定位孔311和与所述拉钩匹配的突出的拉杆312。使用时将焊接小车推入机架，所述定位柱插入所述定位孔与所述定位孔结合且所述拉钩勾住所述拉杆定位固定所述焊接小车于机架上。为使焊接小车推入时拉钩能自动勾住拉杆，所述机架上还设置有一用于在所述定位柱与所述定位孔结合后驱动所述拉钩勾住所述拉杆的定位感应器12。在本具体实施例中，第一定位装置设置在机架的左端。

机架1的另一端还设置有一可转动的活动臂杆13，所述活动臂杆的端部设置有锁勾131，焊接小车3的另一端设置有与所述锁勾匹配以固定锁勾的锁扣32，所述锁勾勾住所述锁扣固定连接所述焊接小车与机架的另一端。 

焊接小车3的上端设置有作为焊接基准的焊板33。焊板33应水平设置。为了对焊板进行冷却，在焊板的底部设置有循环水冷却系统（图中未示出）。 

为了压住固定在焊接小车上的工件，机架1上还设置有用于压紧焊接小车上的工件的压紧臂杆14，所述活动臂杆上还设置有一感知所述锁勾是否勾住所述锁扣且根据感知结果驱动所述压紧臂杆压紧或松开工件的压紧感应器132。 

焊头装置2设于机架上且在所述机架两端之间运动。焊头装置2包括主轴21、设于主轴下端的焊头22、设于焊头旁且用于冷却的风管23和设于焊头旁用于感应焊头与工件之间距离且在其下降到接触工件时控制所述焊头缓慢下降并驱动所述风管吹风的焊头位置感应器24。 

工件在焊接过程中，焊头快速旋转与工件发生摩擦，在工件焊接位会产生大量高温。这时焊头与焊板都需要有冷却系统的支持，保证机器的正常运转。由于主轴的焊头部位工作区域小，所以可以直接采用风管吹风冷却。而焊接小车的焊板因为接触焊接面积比较大，所以在小车焊板底部采用循环水冷却系统。两种冷却系统的支持，保证了机器的正常运转。 

焊头装置2可通过电机4驱动，并在连接机架两端的丝杆5上运动，从而实现在机架两端之间的运动。 

主轴21朝焊接方向倾斜且与竖直方向呈1°~2°夹角。主轴小角度倾斜设置可以减小主轴在焊接过程中匀速直线运动的阻力，更有利于焊接过程中熔化部分材料的流动，提高焊接质量。由于在焊接过程中，局部温度高，工件会熔化，焊头上会粘上金属屑，而且很难清除掉，严重影响了工件的焊接质量。因此，在焊头的表面镀上一层锡合金，以确保焊头在焊接过程中长时间的反复使用。 

为了限制焊头装置的行程，机架1在焊头装置的行程两端还分别设置有用于限制焊头装置运动行程的归零保护感应器（图中未示出）和到位感应器15。焊头装置朝前运动焊接工件，焊接完成后碰到到位感应器，焊头装置立即停止运动，焊头朝上运动，丝杆反转将焊头装置返回原位，碰到归零保护感应器后停止运动，从而停在初始位置。 

为了提高焊接质量，冷轧铝合金直缝焊接机还设置有用于定位焊接部位的GPS焊接定位系统和感测焊接部位厚度的焊接压力传感器。 

利用GPS焊接定位系统，能轻松焊接不同厚度的材料。GPS焊接定位系统能准确地控制焊接小车的焊板与焊头之间的距离。而且当焊头在焊接过程中磨损的数据，GPS焊接定位系统定位会自动补正焊头磨损数据。焊接过程中，焊接部位难免会出现材料的壁厚不均匀，有些地方高，有些地方低的现象。通过GPS焊接定位系统定位找准数据后，利用焊接压力感应器的辅助，焊接能随着材料厚度的变化而变化，使材料的任何焊接部位都能保证焊接的质量。 

当然，还可以在设置摄像头对焊接部位进行监控。在操作焊接机的过程中，根本看不见机器内部工件加工的情况。在机器主轴头旁边安装摄像头，工件的加工状况能直接反映在机器操作面板上，从而能使操作员根据加工的情况，做出及时的相应的判断。 

还可以附带设置生产条码激光雕刻装置。焊接完成后，直接利用生产条码激光雕刻装置激光雕刻出工件生产编号，方便产品以后的查找与跟踪。 

本实用新型的工作原理为： 

1、将工件固定在焊接小车上，并将待焊接处置于焊接小车的焊板上，保证焊接面要水平。把焊接小车推入机架内，机架上的定位柱111插入所述焊接小车的定位孔311与所述定位孔结合，焊接小车到位后，定位感应器驱动所述拉钩112勾住所述拉杆312，从而定位固定所述焊接小车于机架上。

2、用手扳动活动臂杆，使锁勾勾住所述锁扣固定连接所述焊接小车与机架，压紧感应器132感知所述锁勾勾住所述锁扣后驱动所述压紧臂杆14压紧工件。 

3、启动焊接程序。马达带动焊头高速旋转，同时焊头22与焊头位置感应器24快速下降,当焊头位置感应器24的下端开始碰到工件时变缓慢下降，风管23开始吹冷却风。下降到一定深度时，焊头开始朝前动。焊头行程1175mm，到位后碰到到位感应器15，,焊头朝上运动离开工件，停止转动，同时，丝杆5反转将焊头装置2返回原位，碰到归零保护感应器，停止运动。 

4、手动松开活动臂杆13，压紧臂杆14自动松开， 拉钩112自动松开，手动将焊接小车拉出机架完成一个工作循环。 

本实用新型通过设置焊接小车来固定筒状工件，并在冷轧铝合金直缝焊接机的机架上设置相应的定位装置来定位固定焊接小车。从而可通过焊接小车来固定形状复杂的筒状工件，再将焊接小车固定到机架上进行焊接，使用非常方便。 

本实用新型冷轧铝合金直缝焊接机通过内部结构的彻底改变，巧妙的运用在汽车零配件行业中，促进和推动了汽车零配件行业的迅速发展。冷轧板铝合金焊接在加工过程中完全属于冷加工工艺范畴，与传统焊接工艺相比较，在节约能源的同时，机器的排放量完全属于零排放，更符合当今社会的环保主题。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种冷轧铝合金直缝焊接机，包括机架和设于机架上且在所述机架两端之间运动的焊头装置，其特征在于：所述冷轧铝合金直缝焊接机还包括用于固定焊接工件的焊接小车，所述机架上设置有定位所述焊接小车的第一定位装置，所述焊接小车上设置有与所述第一定位装置相匹配以定位固定所述焊接小车于所述机架上的第二定位装置。

2.根据权利要求1所述的冷轧铝合金直缝焊接机，其特征在于：所述第一定位装置包括设置在机架一端的定位柱和拉钩，所述第二定位装置包括设置在焊接小车一端的与所述定位柱匹配的定位孔和与所述拉钩匹配的突出的拉杆，所述定位柱插入所述定位孔与所述定位孔结合且所述拉钩勾住所述拉杆定位固定所述焊接小车于机架上。

3.根据权利要求2所述的冷轧铝合金直缝焊接机，其特征在于：所述机架上还设置有一用于在所述定位柱与所述定位孔结合后驱动所述拉钩勾住所述拉杆的定位感应器。

4.根据权利要求2所述的冷轧铝合金直缝焊接机，其特征在于：所述机架的另一端还设置有一可转动的活动臂杆，所述活动臂杆的端部设置有锁勾，所述焊接小车的另一端设置有与所述锁勾匹配以固定锁勾的锁扣，所述锁勾勾住所述锁扣固定连接所述焊接小车与机架的另一端。

5.根据权利要求4所述的冷轧铝合金直缝焊接机，其特征在于：所述机架上还设置有用于压紧焊接小车上的工件的压紧臂杆，所述活动臂杆上还设置有一感知所述锁勾是否勾住所述锁扣且根据感知结果驱动所述压紧臂杆压紧或松开工件的压紧感应器。

6.根据权利要求1所述的冷轧铝合金直缝焊接机，其特征在于：所述焊头装置包括主轴、设于主轴下端的焊头、设于焊头旁且用于冷却的风管和设于焊头旁用于感应焊头与工件之间距离且在其下降到接触工件时控制所述焊头缓慢下降并驱动所述风管吹风的焊头位置感应器。

7.根据权利要求6所述的冷轧铝合金直缝焊接机，其特征在于：所述主轴朝焊接方向倾斜且与竖直方向呈1°~2°夹角，所述焊头的表面镀有锡合金。

8.根据权利要求1所述的冷轧铝合金直缝焊接机，其特征在于：所述机架在焊头装置的行程两端还分别设置有用于限制焊头装置运动行程的归零保护感应器和到位感应器。

9.根据权利要求1所述的冷轧铝合金直缝焊接机，其特征在于：所述焊接小车的上端设置有作为焊接基准的焊板，所述焊板的底部设置有循环水冷却系统。

10.根据权利要求1所述的冷轧铝合金直缝焊接机，其特征在于：所述冷轧铝合金直缝焊接机还设置有用于定位焊接部位的GPS焊接定位系统和感测焊接部位厚度的焊接压力传感器。

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