CN207534153U - 便于冷却的搅拌摩擦焊夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，包括底座，底座上设置有用于安装待焊接工件的工件放置区，底座上位于工件放置区左右侧分别设置有侧向压紧机构，所述底座上位于工件放置区域前后方分别设置有端部压紧机构；在所述底座上还设置有多个用于压紧工件的纵向压紧机构；所述底座内部设置有用于通入冷却液对底座进行冷却的冷却水道。本实用新型，便于待焊接的左右工件在夹具上的安装固定，通过左右侧定位，前后端定位以及纵向的压紧，保证焊接过程中工件的稳定性。在每一条搅拌摩擦焊焊缝完成后，通过进水口通入冷却水进行冷却，使焊接工装上累计的热量尽快散去。提高焊接工装的使用寿命，保证焊接工装使用长期可靠。

Description

便于冷却的搅拌摩擦焊夹具

技术领域

本实用新型属于搅拌摩擦技术领域，涉及一种便于冷却的搅拌摩擦焊夹具。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种固相焊接技术，尤其适用于轻合金焊接。与传统熔化焊相比，搅拌摩擦焊在焊接过程中不容易产生氢气孔、夹渣、热裂纹、大变形等缺陷，且可以实现难焊材料的连接。因此搅拌摩擦焊被称为是“继激光焊后又一项革命性的焊接技术”。它的工作原理是：高速旋转的搅拌头将搅拌针插入到待焊工件内，当待焊工件和搅拌头轴肩已经紧密地接触以后，搅拌头沿焊接方向与工件相对移动；搅拌头与工件之间的剧烈摩擦使焊接温度快速升高，焊缝区金属呈现热塑性状态，在搅拌针和轴肩的牵引、搅拌和挤压下形成致密、可靠的焊缝。为保证摩擦搅拌焊接的质量以及焊接过程中工件的稳定性，需要制作专门的夹具对工件进行刚性固定。

搅拌摩擦焊接对焊前装配要求较高，对板材错边、对接面间隙和焊缝对中程度等都有较为严格的要求。因此，搅拌摩擦焊时需要制作专门的工装夹具对工件进行刚性固定。背部垫板主要用于在焊接过程中从背面支撑焊缝，保证焊缝在搅拌摩擦焊接过程中不发生变形，确保焊接的顺利进行。目前，工业化应用中的搅拌摩擦焊接用背部垫板，都没有装配冷却装置，忽略了背部垫板的冷却问题，对焊接工装的使用寿命和长期可靠性产生重要影响。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，便于搅拌摩擦焊工件的安装固定，提高焊接工装的使用寿命和长期可靠性。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型技术方案如下：

一种便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，包括底座，所述底座上设置有用于安装待焊接工件的工件放置区，所述底座上位于工件放置区左右侧分别设置有侧向压紧机构，所述底座上位于工件放置区域前后方分别设置有端部压紧机构；在所述底座上还设置有多个用于压紧工件的纵向压紧机构；所述底座内部设置有用于通入冷却液对底座进行冷却的冷却水道。

本实用新型，便于待焊接的左右工件在夹具上的安装固定，通过左右侧定位，前后端定位以及纵向的压紧，保证焊接过程中工件的稳定性，提高焊接质量。为了提高焊接效果，在搅拌摩擦焊接进行过程中，不进行冷却。在每一条搅拌摩擦焊焊缝完成后，通过进水口通入冷却水进行冷却，使焊接工装上累计的热量尽快散去。提高焊接工装的使用寿命，保证焊接工装使用长期可靠。

进一步，所述冷却水道靠近底座的背面，所述底座侧面设置有进水口和出水口。

进一步，所述底座上设置有多个用于与机床工作台安装固定的固定孔。便于与机床工作台连接固定。

进一步，所述底座背面设置有用于与机床安装定位的定位键。便于与机床连接时的定位。

进一步，两个所述侧向压紧机构之间的相对距离可调。该结构能够适应不同宽度工件的装夹固定。

进一步，所述侧向压紧机构包括支撑板、侧压板、调节螺栓和第一压紧螺栓，所述支撑板安装在底座侧面，所述调节螺栓穿过所述支撑板抵在所述侧压板末端，所述侧压板上沿左右方向设置有第一调节孔，所述第一压紧螺栓竖向穿过所述第一调节孔和底座，用于将侧压板锁紧。

进一步，所述侧压板和对应的调节螺栓沿焊接方向布置为多组。从多个部位对工件进行压紧，保证装夹的稳定性。

进一步，所述工件放置区左右侧分别设置有多组纵向压紧机构，多组纵向压紧机构沿前后方向布置，所述纵向压紧机构包括压块和紧固螺栓组件，所述压块上沿左右方向设置有第二调节孔，所述紧固螺栓组件竖向穿过所述第二调节孔和底座，用于将压块锁紧。

左右侧的纵向压紧机构，分别用于压紧左右工件，并在焊接方向上实现多点压紧，保证装夹稳定，此外，通过第二调节孔可调整压块左右方向的位置，提高其适应性。

进一步，所述端部压紧机构包括可拆卸地安装在底座前后部的止挡件。

进一步，所述底座上位于工件放置区的前后侧分别沿左右方向开设有安装槽，所述止挡件为通过螺栓可拆卸地安装安装槽内的方键。

可拆卸式连接，在装入前拆下止挡件，避免产生干涉，工件装入后再安装止挡件对工件前后端定位；此外可拆卸式连接可以根据不同工件更换相应的止挡件，通过安装槽对止挡件进行安装和固定。

本实用新型的有益效果是：本实用新型，便于待焊接的左右工件在夹具上的安装固定，通过左右侧定位，前后端定位以及纵向的压紧，保证焊接过程中工件的稳定性，提高焊接质量。在焊接方向上实现多点压紧，保证装夹稳定，此外，可调节侧向压紧机构和纵向压紧机构的位置，能够适应不同宽度工件的装夹固定。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的立体图；

图2为本实用新型实施例1的主视图；

图3为图1的背面示意图；

图4为本实用新型实施例1中底座的主视图；

图5为本实用新型实施例1中底座的后视图；

图6为图4中A-A向视图；

图7为本实用新型实施例2中底座的后视图；

图8为本实用新型实施例2底座A-A向的剖视图。

零件标号说明：

1-底座；1a-上底板；1b-下底板；1c-下盖板；11-固定孔；12-安装槽；13-第二螺孔；14-固定槽；15-第一螺孔；16-第三螺孔；21-支撑板；22-侧压板；23-调节螺栓；24-第一压紧螺栓；25-第一调节孔；31-压块；32-紧固螺栓组件；33-第二调节孔；4-止挡件；41-螺栓；5-定位键；6-冷却水道；61-进水口；62-出水口；100-左工件；200-右工件。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

实施例1

如图1至图3所示，一种便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，包括底座1，底座1上设置有用于安装待焊接工件的工件放置区，其中待焊接工件包括左工件100和右工件200，所述底座1上位于工件放置区左右侧分别设置有侧向压紧机构，用于分别从侧面向中间压紧左工件100和右工件200，所述底座1上位于工件放置区域前后方分别设置有端部压紧机构，用于压紧和固定工件前后端；在底座1上还设置有多个用于压紧工件的纵向压紧机构，以使工件被压紧在底座1上。

通过上述结构，便于待焊接的左右工件200在夹具上的安装固定，通过左右侧定位，前后端定位以及纵向的压紧，保证焊接过程中工件的稳定性，提高焊接质量。

进一步地，在底座1内部设置有冷却水道6，用于在两次焊接间隔期间通入冷却液对底座进行冷却。为保证冷却效果，冷却水道6呈U型或蛇形布置，以尽可能覆盖整个底座1。

如图5和图6所示，本例中底座侧面设置有进水口61和出水口62，具体地设置于底座1前端或后端，底座1由上底板1a和下底板1b连接而成，其中上底板1a和下底板1b上设置有相对应的凹槽，凹槽构成所述冷却水道6。

为避免冷却水道6对底座1的结构强度造成影响，冷却水道6可设置为远离底座1正面，并靠近底座1背面的位置。同时冷却水道6尽量避开焊缝位置。

作为优选，底座1上设置有多个用于与机床工作台安装固定的固定孔11。便于与机床工作台连接固定。为便于加工和安装，固定孔11设置在底座1的前后端部。其他实施方式中也可以在底座1中部设置固定孔11。

作为优选，两个所述侧向压紧机构之间的相对距离可调。该结构能够适应不同宽度工件的装夹固定。

具体地，侧向压紧机构包括支撑板21、侧压板22、调节螺栓23和第一压紧螺栓24，支撑板21安装在底座1侧面，调节螺栓23穿过所述支撑板21抵在所述侧压板22一端，侧压板22另一端抵在工件侧面。为便于调节，侧压板22上沿左右方向设置有第一调节孔25，底座1上设置有与第一压紧螺栓24对应的第一螺孔15，第一压紧螺栓24竖向穿过所述第一调节孔25和第一螺孔15，用于将侧压板22锁紧在底座1上。

作为优选，所述侧压板22和对应的调节螺栓23沿焊接方向布置为多组。从多个部位对工件进行压紧，保证装夹的稳定性。

作为优选，所述工件放置区左右侧分别设置有多组纵向压紧机构，多组纵向压紧机构沿前后方向均匀布置，纵向压紧机构包括压块31和紧固螺栓组件32，压块31上沿左右方向设置有第二调节孔33，底座1上设置有与紧固螺栓组件32对应的第二螺孔13，所述紧固螺栓组件32竖向穿过所述第二调节孔33和第二螺孔13，将压块31锁紧在底座1上。

左右侧的纵向压紧机构，分别用于压紧左右工件200，并在焊接方向上实现多点压紧，保证装夹稳定，此外，通过第二调节孔33可调整压块31左右方向的位置，提高其适应性。

作为优选，所述端部压紧机构包括可拆卸地安装在底座1前后部的止挡件4。

具体如图1、图2和图4所示，所述底座1上位于工件放置区的前后侧分别沿左右方向开设有安装槽12，止挡件4为方键，安装槽12底部沿左右方向开设有多个第三螺孔16，方键上对应开设有安装孔，所述方键通过螺栓41可拆卸地安装安装槽12内，方键可以为一条或者两条。本例中为两条，两条方键之间有间隔，以避开焊接头的焊缝位置。

可拆卸式连接，在装入前拆下止挡件4，避免产生干涉，工件装入后再安装止挡件4对工件前后端定位；此外可拆卸式连接可以根据不同工件更换相应的止挡件4，通过安装槽12对止挡件4进行安装和固定。

如图3、图5和图6所示，为便于与机床连接时的定位，底座1背面设置有用于与机床安装定位的定位键5。具体地，其中定位键5为两个，分别设置在底座1的前后部。本例中，底座1背面前后部开设有用于安装定位键5的固定槽14，定位键5通过螺钉安装在该固定槽14内。

实施例2

如图7和图8所示，与实施例1的不同之处在于，本例中冷却水道6沿左右方向设置，进水口61和出水口62设置在底座1左侧或右侧；其中底座1由上底板1a和设置在上底板1a底面的下盖板1c构成，冷却水道6开设在上底板1a底面，并由下盖板1c封闭。其余结构与实施例1相同。

综上，本实用新型，便于待焊接的左右工件在夹具上的安装固定，通过左右侧定位，前后端定位以及纵向的压紧，保证焊接过程中工件的稳定性，提高焊接质量。在焊接方向上实现多点压紧，保证装夹稳定，此外，压板和靠板都是可以根据工件尺寸进行移动的，方便进行各种尺寸、各种形状工件在二维平面上的搅拌摩擦焊接。背部设计有定位键，方便安装时精准定位，提高安装效率。待焊工件的四周都可以刚性固定，提高焊接质量。

此外，为了提高焊接工装的使用寿命，底座1在粗加工(预留大约1mm加工量)后进行调质处理，然后再进行精加工，并进行表面发黑处理。为了确保操作安全，锐角倒钝。底座1材料为45钢、Q235、20Cr、65Mn等。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，包括底座，所述底座上设置有用于安装待焊接工件的工件放置区，其特征在于：所述底座上位于工件放置区左右侧分别设置有侧向压紧机构，所述底座上位于工件放置区域前后方分别设置有端部压紧机构；在所述底座上还设置有多个用于压紧工件的纵向压紧机构，所述底座内部设置有用于通入冷却液对底座进行冷却的冷却水道。

2.根据权利要求1所述的便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，其特征在于：所述冷却水道靠近底座的背面，所述底座侧面设置有进水口和出水口。

3.根据权利要求1所述的便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，其特征在于：所述底座上设置有多个用于与机床工作台安装固定的固定孔。

4.根据权利要求1所述的便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，其特征在于：所述底座背面设置有用于与机床安装定位的定位键。

5.根据权利要求1所述的便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，其特征在于：两个所述侧向压紧机构之间的相对距离可调。

6.根据权利要求5所述的便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，其特征在于：所述侧向压紧机构包括支撑板、侧压板、调节螺栓和第一压紧螺栓，所述支撑板安装在底座侧面，所述调节螺栓穿过所述支撑板抵在所述侧压板末端，所述侧压板上沿左右方向设置有第一调节孔，所述第一压紧螺栓竖向穿过所述第一调节孔和底座，用于将侧压板锁紧。

7.根据权利要求6所述的便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，其特征在于：所述侧压板和对应的调节螺栓沿焊接方向布置为多组。

8.根据权利要求1所述的便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，其特征在于：所述工件放置区左右侧分别设置有多组纵向压紧机构，多组纵向压紧机构沿前后方向布置，所述纵向压紧机构包括压块和紧固螺栓组件，所述压块上沿左右方向设置有第二调节孔，所述紧固螺栓组件竖向穿过所述第二调节孔和底座，用于将压块锁紧。

9.根据权利要求1所述的便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，其特征在于：所述端部压紧机构包括可拆卸地安装在底座前后部的止挡件。

10.根据权利要求9所述的便于冷却的搅拌摩擦焊夹具，其特征在于：所述底座上位于工件放置区的前后侧分别沿左右方向开设有安装槽，所述止挡件为通过螺栓可拆卸地安装安装槽内的方键。