CN221064801U - 一种筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及摩擦焊接技术领域的一种筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，包括：直线导轨，形成有准备区和焊接区；支撑芯机构，滑动连接于所述直线导轨上；筒体零件水平套在所述支撑芯机构上；三轴直线模组，架设于所述焊接区的上方；搅拌摩擦焊机，安设于所述三轴直线模组上，由所述三轴直线模组调整其在所述焊接区上方的空间位置。本申请的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备可以提高筒体零件的上下料效率，从而提高筒体零件纵缝的焊接效率，降低成本。

Description

一种筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备

技术领域

本申请涉及摩擦焊接技术领域，尤其是涉及一种筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备。

背景技术

搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的搅拌头与工件摩擦产生的热量来融化被焊材料的局部，材料在摩擦力的作用下以及搅拌头的挤压下形成焊缝。目前，筒体纵缝常采用卧式或者立式搅拌摩擦焊接技术进行焊接，其中，卧式搅拌摩擦焊接是将筒体零件水平摆放，纵缝朝上，由搅拌摩擦焊机沿水平方向对纵缝由一端向另一端进行焊接，但是目前的卧式搅拌摩擦焊接，筒体零件上下料较为不便，导致焊接效率低，综合成本高。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本申请提供一种筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，可以提高筒体零件的上下料效率，从而提高筒体零件纵缝的焊接效率，降低成本。

根据本实用新型的一个方面，提供一种筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，包括：直线导轨，形成有准备区和焊接区；支撑芯机构，滑动连接于所述直线导轨上；筒体零件水平套在所述支撑芯机构上；三轴直线模组，架设于所述焊接区的上方；搅拌摩擦焊机，安设于所述三轴直线模组上，由所述三轴直线模组调整其在所述焊接区上方的空间位置。

通过使用本技术方案中的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，在准备区将筒体零件水平套在所述支撑芯机构上，并保证筒体零件的纵缝朝上，然后将支撑芯机构移动至焊接区，开启搅拌摩擦焊机，使搅拌摩擦焊机的搅拌针扎入筒体零件纵缝处，由三轴直线模组带动搅拌摩擦焊机向筒体零件的另一端移动，完成筒体零件的纵缝的焊接，该焊接设备集成度高、专用性强，支撑芯机构在直线导轨的准备区和焊接区的来回运转，方便筒体零件上下料，提高了筒体零件的上下料效率，提高了筒体零件纵缝的焊接效率，降低了综合成本。

另外，根据本申请的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施方式中，所述支撑芯机构包括：底座，与所述直线导轨滑移连接；悬臂梁，一端固定于所述底座顶部，另一端水平悬于底座外；筒体零件水平套在所述悬臂梁上。

在本实用新型的一些实施方式中，所述支撑芯机构还包括：焊接垫板，平行于所述悬臂梁并固定在所述悬臂梁上表面；所述焊接垫板上表面与筒体零件的纵缝相对布置。

在本实用新型的一些实施方式中，所述支撑芯机构还包括：两个定位块，两个所述定位块沿所述悬臂梁的长度方向间隔布置，且至少一个所述定位块与所述悬臂梁沿所述悬臂梁的长度方向滑移连接，两个所述定位块分别对筒体零件的两端进行压紧限位。

在本实用新型的一些实施方式中，所述悬臂梁的长度方向平行于所述直线导轨的方向。

在本实用新型的一些实施方式中，所述底座位于所述准备区时，所述悬臂梁远离所述底座的一端远离所述三轴直线模组。

在本实用新型的一些实施方式中，筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备还包括：锁紧机构，架设于所述支撑芯机构一侧或者安装于所述支撑芯机构与所述直线导轨之间，用于将所述支撑芯机构锁定在所述直线导轨的设定位置处。

在本实用新型的一些实施方式中，筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备还包括：多个压紧器，分两组的架设于所述焊接区上方且位于所述三轴直线模组下方，两组所述压紧器分别对筒体零件位于纵缝两侧的部位进行压紧。

在本实用新型的一些实施方式中，筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备还包括：滚轮，安设于所述搅拌摩擦焊机的焊接方向的背侧，焊接时，滚轮对筒体零件的焊缝进行随焊压紧。

在本实用新型的一些实施方式中，所述三轴直线模组为龙门式XYZ三轴直线模组。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本申请实施方式筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备的整体结构示意图；

图2是体现筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备进行焊接的示意图；

图3是体现支撑芯机构的结构示意图。

附图中各标号表示如下：1、直线导轨；2、搅拌摩擦焊机；3、底架；4、X向滑轨；5、X向滑板；6、立柱；7、Z向滑板；8、电器柜；9、防护罩；10、底座；11、悬臂梁；12、加强筋；13、焊接垫板；14、定位块；15、锁紧机构；16、压紧器；17、滚轮。

具体实施方式

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图对本申请实施例提供的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备进行说明。

本申请实施例公开一种筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备。如图1和图2所示，筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备包括直线导轨1、支撑芯机构、三轴直线模组和搅拌摩擦焊机2；其中，直线导轨1上形成有准备区和焊接区；支撑芯机构滑动连接于直线导轨1上，支撑芯机构能够由准备区移动至焊接区或者由焊接区移动至准备区，筒体零件水平套在支撑芯机构上；三轴直线模组架设于焊接区的上方；搅拌摩擦焊机2安设于三轴直线模组上，搅拌摩擦焊机2由三轴直线模组调整其在焊接区上方的空间位置。

通过使用本技术方案中的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，首先将支撑芯机构移动至准备区，在准备区将筒体零件水平套在支撑芯机构上，并保证筒体零件的纵缝朝上，然后将支撑芯机构移动至焊接区，之后开启三轴直线模组，将搅拌摩擦焊机2移动至筒体零件的纵缝的一端，再开启搅拌摩擦焊机2，使搅拌摩擦焊机2的搅拌针扎入筒体零件纵缝处，继续由三轴直线模组带动搅拌摩擦焊机2向筒体零件的另一端移动，直至到达端点，完成筒体零件的纵缝的焊接，该焊接设备集成度高、专用性强，支撑芯机构在直线导轨1的准备区和焊接区的来回运转，方便筒体零件上下料，提高了筒体零件的上下料效率，从而提高了筒体零件纵缝的焊接效率，降低了综合成本。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1和图2所示，三轴直线模组为龙门式XYZ三轴直线模组，该三轴直线模组包括两个平行且间隔布置的底架3，两个底架3顶部各形成一个X向滑轨4，在筒体零件水平套在支撑芯机构上后，筒体零件长度方向平行于X向滑轨4，两个X向滑轨4顶部共同滑动连接一个X向滑板5，X向滑板5上表面形成有Y向滑轨，Y向滑轨滑动连接有一个立柱6，立柱6一侧形成有Z向滑轨，Z向滑轨滑动连接有一个Z向滑板7，搅拌摩擦焊机2安装于Z向滑板7上。

通过立柱6在Y向滑轨的移动，可以调整搅拌摩擦焊机2的搅拌针与筒体零件的纵缝对齐，通过Z向滑板7在Z向滑轨的移动，可以调整搅拌摩擦焊机2的搅拌针与筒体零件的纵缝，使二者接近，然后再开启搅拌摩擦焊机2使搅拌针扎入筒体零件的纵缝处，通过X向滑板5在X向滑轨4的移动，可以使搅拌针沿筒体零件的纵缝持续进行焊接，直至完成当前筒体零件的焊接工作。

具体地，可分别独立的采用电机、减速机和丝杠组件传动或者电机控制齿轮和齿条传动，实现搅拌摩擦焊机2X轴、Y轴、Z轴的移动，在此不做限定。

进一步地，搅拌摩擦焊机2内集成B轴结构，实现焊接倾角的角度调节；搅拌摩擦焊机2内也可集成C轴结构，实现纵缝﹢X向和﹣X向自动换向功能。

筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备所配备的电器柜8布置在底架3上，设备结构紧凑，整体性好。另外，在两个底架3的相对两侧安装防护罩9，对设备的整体结构及传动单元等进行防护，并且外形美观，整洁。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1和图3所示，支撑芯机构包括底座10和悬臂梁11；其中，底座10与直线导轨1滑移连接；悬臂梁11一端固定于底座10顶部，另一端水平悬于底座10外。筒体零件从悬臂梁11悬于底座10外的一端水平套在悬臂梁11上，或者在完成焊接后从悬臂梁11上取下，结构简单，上下料便捷，进一步地提高了筒体零件的上下料效率。

具体地，本实施方式中的底座10在直线导轨1上可通过电机、减速机和丝杠组件传动，也可通过电机、齿轮和齿条传动，或者通过电机和链条等结构进行传动，实现支撑芯机构的移动控制，在此不做限定。

具体地，本实施方式中的悬臂梁11的长度方向平行于直线导轨1的方向；底座10位于准备区时，悬臂梁11远离底座10的一端远离三轴直线模组。

一方面，可以匹配使用龙门式三轴直线模组，该三轴直线模组稳定性更高，保证焊接质量；另一方面，底座10在准备区时，悬臂梁11能够完全置于三轴直线模组外，且悬臂梁11悬于底座10外的一端位于三轴直线模组外侧，从而进一步方便工作人员上下料，且在不使用筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备时，可将底座10连同悬臂梁11收纳在三轴直线模组中，减少空间占用。

在其他的实施方式中，悬臂梁11的长度方向也可以采用垂直于直线导轨1的方向，三轴直线模组既可以采用龙门式也可以采用悬臂式，对三轴直线模组布置做适应性调整即可。

进一步地，在悬臂梁11底部与底座10之间还固定有加强筋12，对悬臂梁11起到辅助支撑的作用，提高悬臂梁11与底座10的连接稳定性。

在本实用新型的一些实施方式中，如图3所示，支撑芯机构还包括焊接垫板13，焊接垫板13平行于悬臂梁11并固定在悬臂梁11上表面；焊接垫板13上表面与筒体零件的纵缝相对布置。

在搅拌摩擦焊机2进行焊接时，焊接垫板13能够对筒体零件纵缝处的软化的物料进行支撑，配合搅拌摩擦焊机2的轴肩的主动挤压，可以提高纵缝的焊接质量。

进一步地，支撑芯机构还包括两个定位块14，两个定位块14沿悬臂梁11的长度方向间隔布置，且至少一个定位块14与悬臂梁11沿悬臂梁11的长度方向滑移连接，两个定位块14分别对筒体零件的两端进行压紧限位。具体地，在本实施方式中，靠近底座10的定位块14与悬臂梁11相对固定，远离底座10的定位块14与悬臂梁11滑移连接。

在将筒体零件套于悬臂梁11并支撑于焊接垫板13后，筒体零件一端直接抵接在固定的定位块14上，活动的定位块14可使用机械件对筒体零件另一端进行手动压紧，或者使用油缸或气缸等对筒体零件另一端进行自动压紧，避免搅拌摩擦焊机2进行焊接时筒体零件发生滑动。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1和图2所示，筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备还包括锁紧机构15，锁紧机构15架设于支撑芯机构一侧或者安装于支撑芯机构与直线导轨1之间，锁紧机构15用于将支撑芯机构锁定在直线导轨1的设定位置处。

在底座10处于准备区时，使用锁紧机构15将支撑芯机构和直线导轨1相对固定，便于上下料；在底座10处于焊接区时，使用锁紧机构15将支撑芯机构和直线导轨1相对固定，可以避免焊接时筒体零件带动支撑芯机构在直线导轨1上发生滑动。

在本实施方式中，锁紧机构15架设于支撑芯机构一侧并安装在三轴直线模组的底架3上，具体可采用插销、插孔的配合方式，在三轴直线模组端部安装插销，在支撑芯机构的悬臂梁11的准备区工位处以及焊接区工位处各形成一个插孔，插销插入插孔，限制支撑芯机构在直线导轨1上的自由滑动。

支撑芯机构也可以采用挡板等其他结构对支撑芯机构进行锁紧，其可以使用手动方式或者使用油缸或气缸等自动方式对锁紧机构15进行驱动，完成支撑芯机构与直线导轨1的相对锁紧，在此不做限定。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1和图2所示，筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备还包括多个压紧器16，多个压紧器16分为两组，两组压紧器16分别架设于焊接区上方且位于三轴直线模组下方，两组压紧器16分别对筒体零件位于纵缝两侧的部位进行压紧。

压紧器16具体可采用琴键式压紧，用来抵抗搅拌摩擦焊机2的机头焊接时产生的侧分力。压紧器16由压板、液压缸或气缸等元件组成，液压缸或气缸的一端固定，另一端伸缩带动压板对筒体零件进行压紧，具体的，压紧器16可直接安装于三轴直线模组的底架3上。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1和图2所示，筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备还包括滚轮17，滚轮17安设于搅拌摩擦焊机2的焊接方向的背侧，焊接时，滚轮17对筒体零件的焊缝进行随焊压紧，可以很好地控制零件变形，进一步地提高纵缝焊接质量。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，其特征在于，包括：

直线导轨，形成有准备区和焊接区；

支撑芯机构，滑动连接于所述直线导轨上；筒体零件水平套在所述支撑芯机构上；

三轴直线模组，架设于所述焊接区的上方；

搅拌摩擦焊机，安设于所述三轴直线模组上，由所述三轴直线模组调整其在所述焊接区上方的空间位置。

2.根据权利要求1所述的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，其特征在于，所述支撑芯机构包括：

底座，与所述直线导轨滑移连接；

悬臂梁，一端固定于所述底座顶部，另一端水平悬于底座外；筒体零件水平套在所述悬臂梁上。

3.根据权利要求2所述的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，其特征在于，所述支撑芯机构还包括：

焊接垫板，平行于所述悬臂梁并固定在所述悬臂梁上表面；所述焊接垫板上表面与筒体零件的纵缝相对布置。

4.根据权利要求2或3所述的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，其特征在于，所述支撑芯机构还包括：

两个定位块，两个所述定位块沿所述悬臂梁的长度方向间隔布置，且至少一个所述定位块与所述悬臂梁沿所述悬臂梁的长度方向滑移连接，两个所述定位块分别对筒体零件的两端进行压紧限位。

5.根据权利要求2或3所述的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，其特征在于，所述悬臂梁的长度方向平行于所述直线导轨的方向。

6.根据权利要求5所述的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，其特征在于，所述底座位于所述准备区时，所述悬臂梁远离所述底座的一端远离所述三轴直线模组。

7.根据权利要求1-3任一所述的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，其特征在于，还包括：

锁紧机构，架设于所述支撑芯机构一侧或者安装于所述支撑芯机构与所述直线导轨之间，用于将所述支撑芯机构锁定在所述直线导轨的设定位置处。

8.根据权利要求1-3任一所述的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，其特征在于，还包括：

多个压紧器，分两组的架设于所述焊接区上方且位于所述三轴直线模组下方，两组所述压紧器分别对筒体零件位于纵缝两侧的部位进行压紧。

9.根据权利要求1-3任一所述的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，其特征在于，还包括：

滚轮，安设于所述搅拌摩擦焊机的焊接方向的背侧，焊接时，滚轮对筒体零件的焊缝进行随焊压紧。

10.根据权利要求1-3任一所述的筒体纵缝搅拌摩擦焊接设备，其特征在于，所述三轴直线模组为龙门式XYZ三轴直线模组。