CN206241462U - 一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装 - Google Patents

Abstract

一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装，包括动力装置、内撑装置、外抱装置、托辊装置和引焊装置，动力装置的输出端连接有刚性轴，刚性轴上安装内撑装置，待焊接回转体零件通过外抱装置固定压紧在内撑装置上随动力装置转动，回转体零件两端安装端盖装置，托辊装置支撑回转体零件旋转，回转体零件环缝处设有引焊装置，引焊装置与外抱装置固连。本实用新型解决了大型锥筒产品环缝焊接时匙孔需要人工补焊的难题，大大提高了产品的焊接质量、装配质量和焊接效率，可有效的减小定位误差，减小焊接变形。

Description

一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装

技术领域

本实用新型涉及一种焊接时使用的工装设备，尤其是一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装。

背景技术

搅拌摩擦焊是指利用圆柱顶端设有突起(搅拌针)的搅拌头，从对接的两块板(母材)或重叠的两块板的想要焊接的部位上方，使搅拌头边旋转边推压，将两块板焊接在一起的技术。旋转的搅拌针与板材之间产生的摩擦热，会使搅拌针周围的金属软化为粘液状，旋转的搅拌针借此插入板中。这样一来，搅拌针周围软化了的金属便会混合在一起(发生塑性流动)，使两块金属板融为一体，或是在两块金属板的接合面形成金属键，使二者融为一体。由于在使用搅拌摩擦焊的过程中不会产生废气等污染物，所以搅拌摩擦焊成为选用较多的一种高效绿色焊接技术。

由于搅拌摩擦焊和传统熔焊的作用机理不同，运动的搅拌摩擦焊对辅助工装的刚度要求较高，必须由一定刚性的装置牢固的夹持带焊零件，以便搅拌工具可施加足够大的顶锻力和向前驱动力，同时由于搅拌针回抽，会在回转体零件上留下匙孔，不仅影响焊缝表面的美观，而且也降低了焊缝连接强度，为了弥补匙孔缺陷，目前在实际应用中，多采用人工补焊的方法处理匙孔。由于人工补焊的不确定性，影响了产品的外观和结构，合格率较低。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本实用新型提供一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装，该工装能够完成大型锥筒零件在焊接生产中的可靠固定，可提高装配效率，同时保证焊接质量和精度，还能使匙孔留在零件外部，保证焊接的完整性。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：包括动力装置、内撑装置、外抱装置、托辊装置、端盖装置和引焊装置，一个大直径锥筒和一个小直径锥筒组成一个待焊接回转体零件；所述动力装置包括原动机，原动机的输出端固定连接有刚性轴，原动机通过固定支座安装在机床工作台上，刚性轴上设有轴承座，轴承座再通过支架固定在机床工作台上；所述端盖装置包括大端压盖和小端压盖；在所述刚性轴的前端依次安装大端压盖和内撑装置，大端压盖与内撑装置均随刚性轴旋转，在内撑装置的外锥面依次套装大直径锥筒和小直径锥筒，大直径锥筒和小直径锥筒通过直径相同的端部对接形成环缝，内撑装置传递扭矩到大直径锥筒和小直径锥筒构成的待焊接回转体零件上；所述外抱装置包括大端外抱机构和小端外抱机构，大端外抱机构和小端外抱机构分别套设在大直径锥筒和小直径锥筒的外锥面上对其压紧，大端外抱机构与大端压盖固连，在刚性轴的端部装设有小端压盖，小端压盖在中部固定连接到刚性轴上，小端压盖还与小端外抱机构固连；所述托辊装置包括托辊支架和设置在托辊支架上的支撑滚轮，小端外抱机构的两侧对称设置一对托辊装置，小端外抱机构与支撑滚轮接触后通过托辊支架安装到机床工作台上；所述引焊装置具有一个弧形面，引焊装置通过弧形面放置在大端外抱机构和小端外抱机构之间的环缝上，并同时与大端外抱机构和小端外抱机构相连接。

相比现有采用熔焊方式的锥筒焊接，本实用新型的一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装，包括动力装置、内撑装置、外抱装置、托辊装置、端盖装置和引焊装置，其动力装置和托辊装置采用分块模式，方便拆装，待焊接回转体零件的定位是内部设外抱装置，外部设外抱装置，两端设端盖装置，定位准确全面且可调，因此安装和装夹方便，可一次完成整条环缝的焊接，可有效地减小定位误差和焊接变形，同时由于在环峰处设置了引焊装置，焊接回转一周后，调节搅拌针使匙孔留在引焊装置上，回转体零件即得到了无匙孔的焊缝，保证了焊接精度，提高了焊缝的焊接质量并且大大提升了焊接效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例工装的轴测图；

图2是本实用新型一个实施例工装安装在机床工作台上的剖视图；

图3为本实用新型一个实施例的托辊装置的主视图；

图4为本实用新型一个实施例的托辊装置的左视图；

图5为本实用新型一个实施例的托辊装置的俯视图；

图6为本实用新型一个实施例的引焊装置的结构放大图；

图中：1、固定支座，01、支腿，2、机床工作台，3、原动机，4、轴承座，5、组合支架，05、上三角支架，6、刚性轴，7、大端压盖，8、大直径锥筒，9、引焊装置，10、小直径锥筒，11、内撑装置，12、小端压盖，13、拉杆，14、支撑滚轮，15、托辊支架，16、大端外抱机构，17、小端外抱机构，18、滚轮架，19、调节螺杆，20、环缝，21、压紧螺母，22、连接块，23、弧形面，24、引焊部分。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

图1至图6示出了本实用新型一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装，包括动力装置、内撑装置11、外抱装置、托辊装置、端盖装置和引焊装置9，一个大直径锥筒8和一个小直径锥筒10组成一个待焊接回转体零件；所述动力装置包括原动机3，原动机3的输出端固定连接有刚性轴6，原动机3通过固定支座1安装在机床工作台2上，刚性轴6上设有轴承座4，轴承座4再通过支架固定在机床工作台2上；所述端盖装置包括大端压盖7和小端压盖12；在所述刚性轴6的前端依次安装大端压盖7和内撑装置11，大端压盖7与内撑装置11均随刚性轴6旋转，在内撑装置11的外锥面依次套装大直径锥筒8和小直径锥筒10，大直径锥筒8和小直径锥筒10通过直径相同的端部对接形成环缝20，内撑装置11传递扭矩到大直径锥筒8和小直径锥筒10构成的待焊接回转体零件上；所述外抱装置包括大端外抱机构16和小端外抱机构17，大端外抱机构16和小端外抱机构17分别套设在大直径锥筒8和小直径锥筒10的外锥面上对其压紧，大端外抱机构16与大端压盖7固连，在刚性轴6的端部装设有小端压盖12，小端压盖12在中部固定连接到刚性轴6上，例如图1中是用拉杆13将小端压盖12安装到刚性轴6上的，小端压盖12还与小端外抱机构17固连，例如采用压紧螺母压紧连接；所述托辊装置包括托辊支架15和设置在托辊支架15上的支撑滚轮14，小端外抱机构17的两侧对称设置一对托辊装置，小端外抱机构17与支撑滚轮14接触后通过托辊支架15安装到机床工作台2上；所述引焊装置9的反面是一个弧形面23，引焊装置9通过弧形面23放置在大端外抱机构16和小端外抱机构17之间的环缝20上，引焊装置9的正面是引焊部分24，引焊装置9的正面两侧通过连接块22与大端外抱机构16和小端外抱机构17相连接，通常在大端外抱机构16和小端外抱机构17上分别设有连接块22的定位部分，同时在定位部分用螺钉压紧。

参见图1和图2，所述固定支座1包括三角架和支腿01，在原动机3的两侧下方对称设有一对固定支座1，原动机3连接在支腿01的上方，支腿01的下方固定在三角架的斜面之上，三角架通过其下平面固定在机床工作台2上。

图1和图2中，所述支架为组合支架5，组合支架5由上三角支架05和下矩形支架构成，在刚性轴6的两侧下方对称设置一对支架，刚性轴6上的轴承座4固定在上三角支架05的上斜面，上三角支架05的下平面连接于下矩形支架的上表面，下矩形支架的下表面安装在机床工作台2上。

图3至图5所示，所述托辊装置还包括托辊支架15、滚轮架18、压紧螺母21和调节螺杆19，支撑滚轮14通过滚轮架18连接到托辊支架15上，铰接处通过压紧螺母21和调节螺杆19锁定。托辊装置已安装于机床工作台2上，再转动滚轮架18，将支撑滚轮14贴紧小端外抱机构17，压紧螺母21上到调节螺杆19上，托辊装置安装完成。

实施例中的所述引焊装置9的材料选用焊料，用于弥补匙孔缺陷。

在本实施例中，通过上三角支架05和三角架的支撑，使所述刚性轴6与机床工作台2之间的夹角最终大致为锥形待焊接回转体零件锥度的一半，例如16°。以使环缝20处的焊接面为水平放置，便于高质量地完成焊接。

装配过程：分别将动力装置及托辊装置安装在机床工作台2上，动力装置和托辊装置采用分块模式安装，先安装动力装置，后安装托辊装置，托辊装置的作用方便批量加工零件，只需要松开压紧螺母21，转动托辊装置即可拆下工件，安装新的需要焊接的工件后再锁紧；在动力装置输出端连接刚性轴6，刚性轴6上安装有大端压盖7和内撑装置11；先将大直径锥筒8套在内撑装置11上，再将大端外抱机构16到位，将大端外抱机构16与大端压盖7用螺栓连接压紧，将大直径锥筒8套紧固，然后将小直径锥筒10安装在内撑装置11上，用拉杆13将小端压盖12安装到刚性轴6上；托辊装置已安装于机床工作台2上，转动滚轮架18，将支撑滚轮14贴紧小端外抱机构17，压紧螺母21上到调节螺杆19上；大端外抱机构16和小端外抱机构17在相对的位置设有连接引焊装置9的连接块22，可在连接块22上留有安装引焊装置9的固定孔和凹槽，并通过紧定螺钉将引焊装置9固定在环缝20处。

使用过程：焊接回转一周后，调节搅拌针使匙孔留在引焊装置9上，回转体零件得到无匙孔的焊缝；焊接完成后将零件拆下，切除引焊装置9，零件即得到优质、无缺陷的焊缝。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所作出任何简单修改和同等变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装，其特征是：包括动力装置、内撑装置、外抱装置、托辊装置、端盖装置和引焊装置(9)，一个大直径锥筒(8)和一个小直径锥筒(10)组成一个待焊接回转体零件；

所述动力装置包括原动机(3)，原动机(3)的输出端固定连接有刚性轴(6)，原动机(3)通过固定支座(1)安装在机床工作台(2)上，刚性轴(6)上设有轴承座(4)，轴承座(4)再通过支架固定在机床工作台(2)上；

所述端盖装置包括大端压盖(7)和小端压盖(12)；

在所述刚性轴(6)的前端依次安装大端压盖(7)和内撑装置(11)，大端压盖(7)与内撑装置(11)均随刚性轴(6)旋转，在内撑装置(11)的外锥面依次套装大直径锥筒(8)和小直径锥筒(10)，大直径锥筒(8)和小直径锥筒(10)通过直径相同的端部对接形成环缝(20)，内撑装置(11)传递扭矩到大直径锥筒(8)和小直径锥筒(10)构成的待焊接回转体零件上；

所述外抱装置包括大端外抱机构(16)和小端外抱机构(17)，大端外抱机构(16)和小端外抱机构(17)分别套设在大直径锥筒(8)和小直径锥筒(10)的外锥面上对其压紧，大端外抱机构(16)与大端压盖(7)固连，在刚性轴(6)的端部装设有小端压盖(12)，小端压盖(12)在中部固定连接到刚性轴(6)上，小端压盖(12)还与小端外抱机构(17)固接；

所述托辊装置包括托辊支架(15)和设置在托辊支架(15)上的支撑滚轮(14)，小端外抱机构(17)的两侧对称设置一对托辊装置，小端外抱机构(17)与支撑滚轮(14)接触后通过托辊支架(15)安装到机床工作台(2)上；

所述引焊装置(9)具有一个弧形面(23)，引焊装置(9)通过弧形面(23)放置在大端外抱机构和小端外抱机构(17)之间的环缝(20)上，并同时与大端外抱机构和小端外抱机构(17)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装，其特征是：所述固定支座(1)包括三角架和支腿(01)，在原动机(3)的两侧下方对称设有一对固定支座(1)，原动机(3)连接在支腿(01)的上方，支腿(01)的下方固定在三角架的斜面之上，三角架通过其下平面固定在机床工作台(2)上。

3.根据权利要求1所述的一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装，其特征是：所述支架为组合支架(5)，组合支架(5)由上三角支架(05)和下矩形支架构成，在刚性轴(6)的两侧下方对称设置一对支架，刚性轴(6)上的轴承座(4)固定在上三角支架(05)的上斜面，上三角支架(05)的下平面连接于下矩形支架的上表面，下矩形支架的下表面安装在机床工作台(2)上。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装，其特征是：所述托辊装置还包括托辊支架(15)、滚轮架(18)、压紧螺母(21)和调节螺杆(19)，支撑滚轮(14)通过滚轮架(18)铰接到托辊支架(15)上，铰接处通过压紧螺母(21)和调节螺杆(19)锁定。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种大型锥筒回转体零件环缝搅拌摩擦焊接工装，其特征是：所述刚性轴(6)与机床工作台(2)之间的夹角为锥形待焊接回转体零件锥度的一半。