CN211276960U - 一种铜铝摩擦焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种铜铝摩擦焊接装置，包括摩擦焊主体与固定底座，所述摩擦焊主体位于所述固定底座上方，所述摩擦焊主体上安装角度传感器，所述摩擦焊主体包含了旋转轴、夹持装置、可调式平衡装置；所述可调式平衡装置与所述夹持装置位于所述旋转轴侧壁上；所述固定底座设有温度传感器；所述铜铝摩擦焊接装置在伺服系统控制下运作。本实用新型提供的铜铝摩擦焊接装置工序简单、定位精度高、焊接接头性能可控性好、应用范围广。

Description

一种铜铝摩擦焊接装置

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，具体而言，涉及铜铝摩擦焊接装置。

背景技术

旋转摩擦焊这一固相连接技术具有焊接时间短效率高、焊接温度低焊件可靠性好等优点，目前在铜铝搭接焊领域有较为广泛的应用。其中，铜片上使用旋转摩擦焊技术焊上一个铝柱过渡的连接技术在生产中已广泛使用是应用较为广泛的连接工艺。现有技术是通过精加工铝柱，将铝柱通过铆接或激光焊接与对应打孔的铝连接片连接起来，再将铜铝片连接起来，如这种方式在电池包中方形电芯极柱连接上已经有应用，其特点为能可靠地和精确地将铜铝片连接在一起，但还是有工序复杂、难以固定、应用范围窄的等缺点。

实用新型内容

本实用新型提供一种铜铝摩擦焊接装置，其焊接工序简单，固定性强，定位精准，应用范围广。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种铜铝摩擦焊接装置，包括摩擦焊主体与固定底座，所述摩擦焊主体位于所述固定底座上方，所述摩擦焊主体上安装有角度传感器，所述摩擦焊主体包含旋转轴、夹持装置、可调式平衡装置；所述可调式平衡装置与所述夹持装置位于所述旋转轴侧壁上；所述固定底座设有温度传感器；所述铜铝摩擦焊接装置由伺服系统控制。

进一步地，所述可调式平衡装置包括框体、平衡块、平衡滑杆及平衡锁紧螺母；所述框体为方管状，所述框体上下表面有相对应的镂空滑槽，所述平衡滑杆穿过所述滑槽，所述平衡滑杆可沿所述滑槽路径滑动，所述平衡块通过所述平衡锁紧螺母锁接在所述平衡滑杆上，所述平衡块能在所述平衡滑杆上上下移动。整个可调式平衡装置的设计，调节了因所述夹持装置造成的所述摩擦焊接主体重量偏移一方，起平衡作用。

进一步地，所述夹持装置由丝杠、夹爪、固定板构成，所述固定板安装在所述旋转轴上，所述丝杠固定在所述固定板上；所述夹爪包含固定杆与连接杆，所述夹爪固定杆与所述丝杠螺纹配合，固定在所述固定板与所述丝杠中间。

进一步地，所述固定板上有长方形滑槽，所述固定板滑槽宽度与所述夹爪固定杆宽度一致，所述夹爪固定杆可刚好放入所述固定板滑槽中，所述固定板底端设有铝片限位柱，固定被焊材料。

进一步地，所述夹爪为不锈钢材质，由固定杆、连接杆、铆钉及锁紧螺母构成；所述连接杆为两长两短，长短连杆分别通过所述铆钉连接，所述短连杆通过所述铆钉固定在所述固定杆下放同一位置，所述长连杆中心由所述锁紧螺母呈X状交叉固定，且所述长连杆底端设置有稍微凸出的勾状，更好地夹持铝片。

进一步地，所述固定底座设有铜片凹槽，并在所述铜片凹槽两侧侧壁设置锁紧螺杆孔，所述锁紧螺孔从所述铜片凹槽穿透所述固定底座外表面。

进一步地，所述固定底座在所述铜片凹槽中心设置开孔，所述温度传感器安装在所述固定底座里面、所述开孔正下方，能精准测量焊接温度，避免或有效减少铝、铜共晶组织的形成，提高了铝、铜界面结合质量。

进一步地，所述伺服系统设计了齿轮类刚性传动的旋转摩擦焊机主轴减速系统、摩擦焊机焊件状态监测系统、角度调整系统，以精准定位所述摩擦焊主体的转动与停止角度。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种铜铝摩擦焊接装置，能够适用不同尺寸的铜铝材料焊接，通过伺服系统控制摩擦焊接装置的转动速度、起始时间以及停止时的角度，实现精准定位，与此同时，温度传感器对焊接温度实时反馈，避免焊接界面铝、铜共晶组织的产生，提高焊接界面的结合质量、从而提高焊件的力学性能与导电性能。

附图说明

图1为一种铜铝摩擦焊接装置的整体结构示意图；

图2为一种铜铝摩擦焊接装置铜铝固定安装示意图；

图3为一种铜铝摩擦焊接装置固定底座俯视图；

图4为一种铜铝摩擦焊装置夹持装置示意图；

图5为一种铜铝摩擦焊装置可调式平衡装置的固定板示意图；

图6是一种铜铝摩擦焊装置可调式平衡装置示意图；

其中，1为旋转轴、2为固定板、3为角度传感器、4为丝杠、5为夹爪、 6为限位柱、7为铝片、8为铜片、9为固定底座、10为平衡块、11为框体、 12为滑槽、13为温度传感器、14为锁紧螺杆孔、15为开孔、16为铜片凹槽、 17为固定杆、18为铆钉、19为锁紧螺母、20为长连杆、21为短连杆、22 为固定杆螺母、23为丝杠螺栓、24为固定板滑槽、25为固定板上部分、26 为平衡滑杆、27为平衡锁紧螺母、A为摩擦焊主体、A-1为夹持装置、A-2 为可调式平衡装置。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型做更加详细的描述，方便本技术领域人员更好的理解本实用新型所提供的技术方案。

应当理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等描述方向或是位置关系的词语，仅是为了方便本技术领域人员理解本技术方案而基于附图中各个部件的位置关系所做的说明，并不意味着本技术方案中的各部件必须按照指定的方向或是位置设置或安装。

本实用新型提供的一种铜铝摩擦焊接装置，包括摩擦焊主体(A)与固定底座(9)，摩擦焊主体(A)位于固定底座(9)上方，是两部分分开结构。摩擦焊主体(A)包含旋转轴(1)、夹持装置(A-1)、可调式平衡装置(A-2) 可调式平衡装置(A-2)与夹持装置(A-1)位于旋转轴(1)侧壁两侧。

可调式平衡装置(A-2)包括框体(11)、平衡块(10)、平衡滑杆(26) 及平衡锁紧螺母(27)。框体(11)为方管形状，固定在旋转轴(1)上，在框体(11)上下面设置相同的两个长方形镂空滑槽(12)，上下滑槽(12) 位置相对应。平衡滑杆(26)为圆柱状，穿过上下镂空滑槽(12)，平衡滑杆(26)在滑槽(12)里面左右移动来调整整个摩擦焊主体(A)转动平衡，当达到平衡点时，通过平衡锁紧螺母(27)锁住平衡滑杆(26)，不能在滑槽(12)滑槽里面滑动。平衡锁紧螺母(27)位于滑槽(12)与平衡滑杆(22) 的交接处。平衡块(10)固定在平衡滑杆(22)上，可在平衡滑杆(26)上上下移动，来寻找平衡点，当达到平衡点时，通过平衡锁紧螺母(27)把平衡块(10)锁住在平衡滑杆(26)固定位置上。

夹持装置(A-1)由丝杠(4)、夹爪(5)、固定板(2)构成，固定板(2) 为丝杠(4)、夹爪(5)的支撑部件，固定在旋转轴(1)上，与可调式平衡装置(A-2)相对。夹爪(5)是由不锈钢长条构成，为固定杆(17)、长连杆(20)、短连杆(21)。固定杆(17)顶端设置固定杆螺母(22)、底端用铆钉(18)与短连杆(21)连接。长连杆(20)与短连杆(21)分别用铆钉 (18)连接，两个短连杆(21)的另外一端锁接在固定杆(17)底端同一位置，两个长连杆(20)交叉由锁紧螺母(19)固定，形成X状，且长连杆(20) 底端设置有稍微凸出的勾状，更好地夹持铝片(7)。

固定板(2)为P形状的方状板子，固定板上部分(25)较厚，在固定板上部份(25)设置长方形的固定板滑槽(24)，固定板凹槽(24)的宽与固定杆(17)的宽一致，使固定杆(17)可刚好卡在固定板凹槽(24)里面。固定板(2)底端设置铝片限位柱(6)，限位柱穿过铝片(7)，使铝片(7) 夹持更稳固。

丝杠(4)为盒体状加顶端的丝杠螺栓(23)构成，丝杠螺栓(23)与固定杆螺母(22)配合锁接，安装在固定板上部分(24)。通过丝杠(4)的转动来调节夹爪(5)的松紧程度。

固定底座(9)上设有铜片凹槽(16)，在铜片凹槽(16)两侧侧壁上开通锁紧螺杆孔(14)、锁紧螺杆孔(14)从铜片凹槽(16)穿透固定底座(9) 外表面，与此同时，在铜片凹槽(16)中心设置开孔(15)。温度传感器(13) 装在固定底座(9)里面，开孔(15)的正下放，能精准地获取焊接时产生的温度。

本实用新型提供一种铜铝焊接装置，焊接的具体步骤为，把铜片(8) 放在铜片凹槽(16)里面，螺杆穿过锁紧螺杆孔(14)固定住铜片(8)。在铝片(7)上冲一个与旋转轴(1)直径相同的圆坑，背面凸出，并在铝片上开一个与限位柱(6)直径相同的通孔。铝片(7)凸出部分与铜片(8)接触，限位柱(6)穿过铝片上的通孔，夹爪(5)夹住铝片(7)，通过丝杠(4) 与铆钉(18)的转动，使夹爪(5)夹紧铝片(7)。整个焊接装置由伺服系统控制，伺服系统有齿轮刚性传动的旋转摩擦焊机旋转轴减速系统、焊接机焊件状态监测系统、角度调整系统，控制摩擦焊主体(A)转动的起始，转动角度以及停止位置的精准位置，实现精准焊接。

应当理解的是，上述实施例仅是为了方便本技术领域人员理解本技术方案，并不限制本实用新型仅有上述一种实施方式，所有与本实用新型精神或原则相同，仅经过简单替换的到的技术方案，都在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种铜铝摩擦焊接装置，其特征在于：包括摩擦焊主体与固定底座，所述摩擦焊主体位于所述固定底座上方，所述摩擦焊主体上安装有角度传感器，所述摩擦焊主体包含旋转轴、夹持装置、可调式平衡装置；所述可调式平衡装置与所述夹持机装置于所述旋转轴侧壁上；温度传感器固定在所述固定底座里面；所述铜铝摩擦焊接装置由伺服系统控制运作。

2.根据权利要求1所述的一种铜铝摩擦焊接装置，其特征在于：所述可调式平衡装置包括框体、平衡块、平衡滑杆以及平衡锁紧螺母；所述框体为方管状，所述框体上下表面有相对应的镂空滑槽，所述平衡滑杆穿过所述滑槽，所述平衡块通过所述平衡锁紧螺母锁紧在所述平衡滑杆上，并在平衡滑杆上移动。

3.根据权利要求1所述的一种铜铝摩擦焊接装置，其特征在于：所述夹持装置由丝杠、夹爪以及固定板构成，所述固定板安装在所述旋转轴上，所述丝杠固定在所述固定板上；所述夹爪包含固定杆与连接杆，所述夹爪固定杆与所述丝杠上的螺纹配合，固定在所述固定板与所述丝杠中间。

4.根据权利要求3所述的一种铜铝摩擦焊接装置，其特征在于：所述固定板上有长方形滑槽，所述固定板滑槽宽度与所述夹爪固定杆宽度一致，所述固定板底端设有铝片限位柱。

5.根据权利要求3所述的一种铜铝摩擦焊接装置，其特征在于：所述夹爪为不锈钢材质，由固定杆、连接杆、铆钉以及锁紧螺母构成；所述连接杆为两长两短，长短连杆分别通过铆钉连接，所述短连杆通过所述铆钉固定在所述固定杆下放同一位置，所述长连杆中心由所述锁紧螺母呈X状交叉固定。

6.根据权利要求1所述的一种铜铝摩擦焊接装置，其特征在于：所述固定底座设有铜片凹槽，并在所述铜片凹槽两侧侧壁设置锁紧螺杆孔，所述锁紧螺孔从所述铜片凹槽穿透所述固定底座外表面。

7.根据权利要求6所述的一种铜铝摩擦焊接装置，其特征在于：所述固定底座在所述铜片凹槽中心设置开孔，所述温度传感器安装在所述固定底座里面、所述开孔正下方。

8.根据权利要求1所述的一种铜铝摩擦焊接装置，其特征在于：所述伺服系统设计了齿轮类刚性传动的旋转摩擦焊机主轴减速系统、摩擦焊机焊件状态监测系统、角度调整系统。

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