[發明專利]兩端中心帶預留口封閉筒體的攪拌摩擦焊內支撐裝置

有效

• 申請號: 201410025569.3
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103737220A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 周琦;許雄斌;朱軍;陶娟;王克鴻;黃俊;周紅云;夏浩;孫宏宇
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;泰州南京理工大學研究院
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及一種攪拌摩擦焊接筒體環焊縫的內部支撐裝置，特別涉及一種用于兩端中心帶預留口封閉型筒體的攪拌摩擦焊內支撐裝置。

背景技術

本發明所焊筒體的材料為鎂合金，鎂合金是目前最輕的金屬結構材料，具有密度低、比剛度和比強度高、阻尼減震性好、導熱性好、電磁屏蔽效果好、機加工性能優良、零件尺寸穩定、易于回收等優點，被譽為“21世紀的綠色工程材料”。

目前，鎂合金筒體的焊接主要采用的方法有：鎢極惰性氣體保護焊（TIG焊）、熔化極惰性氣體保護焊（MIG焊）、激光焊（LBW）、電子束焊接（EBW）、電阻點焊（RSW），這些焊接方法都是屬于熔化焊范疇，焊縫金屬在焊接過程中會熔化。由于鎂合金具有密度和熔點低、線膨脹系數大、熱導率和電導率高、高溫下易氧化且氧化物熔點高的特點，采用熔化焊接方法時，焊接接頭容易產生下列問題：飛濺、夾雜、焊縫及近焊縫區域過熱、晶粒長大、裂紋、氣孔、焊縫坍陷。

攪拌摩擦焊接方法是一種固態塑化連接技術，焊接過程中焊縫金屬不熔化即可形成焊縫。攪拌摩擦焊技術自問世以來，在低熔點金屬的焊接領域獲得廣泛的應用，尤其是鋁合金。攪拌摩擦焊接技術有下列特點：不產生熔化焊接缺陷、焊接變形小、操作簡單、適用于多種材料和接頭形式。盡管攪拌摩擦焊具有許多熔化焊接方法無可比擬的優勢，但是目前在焊接筒體結構時，更多的采用熔化焊接技術。主要原因是攪拌摩擦焊接需要對焊縫背面提供剛性支撐，而熔化焊接方法則不需要，對很多焊接結構而言，背面剛性支撐難以提供，尤其是僅帶預留口的封閉型筒體結構。

中國專利（CN2754798Y）公開的一種用于攪拌摩擦焊的支撐機構，能滿足環焊縫攪拌摩擦焊背面剛性支撐的要求，能夠消除環焊縫內壁凸出環形帶，但是該支撐機構只能用于不封閉的筒體環焊縫焊接，在焊接預留口封閉筒體時，焊接完成后，支撐裝置無法從筒體中取出。總之，現有的關于環焊縫攪拌摩擦焊接的支撐裝置，只適用于開放的筒體結構或者其他焊接結構，不能用于帶預留口封閉筒體攪拌摩擦焊接，本發明解決了該類筒體在采用攪拌摩擦焊接時內支撐裝置不易取出的問題，本發明也能用于一般筒體環焊縫焊接支撐，具有一定的柔性。

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發明內容

本發明目的在于提供一種結構簡便，便于加工制造的一種兩端中心帶預留口封閉筒體的攪拌摩擦焊內支撐裝置，解決兩端中心帶有預留小口的封閉型筒體在攪拌摩擦焊接時內部支撐裝置難以取出的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種兩端中心帶預留口封閉筒體的攪拌摩擦焊內支撐裝置，其特征在于：所述裝置包括支撐桿、光滑套環、第一連桿、帶軸承的第二連桿、支撐輪、帶內螺紋的套環；其中支撐桿一端為帶有梯臺的凹槽結構，另一端為絲杠結構，所述光滑套環通凹槽與梯臺配合，帶內螺紋的套環其內螺紋與支撐桿另一端的絲杠結構相互配合，所述光滑套環和帶有內螺紋的套環分別連接三根等長的第一連桿，光滑套環連接的三根連桿分別與帶有內螺紋的套環連接的三根連桿通過等長的帶軸承的第二連桿相連，且圍繞支撐桿周向對稱分布，其中第二連桿中心處套有支撐輪，所述兩根第一連桿和一根帶軸承的第二連桿的總長度小于支撐桿的長度。

所述連桿之間通過定位銷連接。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：本發明在結構形式上，采用多點支撐，共設置有三個滾輪支撐環焊縫，在圓周上間隔120°依次分布，多點支撐的優點在于可以使筒體在焊接過程中受力更加均勻，間隔120°分布可以實現類似于機床夾具的“三爪自定心”作用，在絲杠轉動時，同時帶動沿圓周方向分布的連桿往外支撐，確保三個滾輪始終處于同一圓周上，在裝夾待焊筒體時，保證絲杠始終處于環焊縫的圓心處，避免偏離圓心和不在同一軸線的現象出現，裝夾方便，滾輪的設計使得滾輪與焊縫背面的摩擦變為滾動摩擦，有效減少摩擦力，有利于焊接過程進行。本發明具有結構簡單，操作方便的特點。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

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附圖說明

圖1為本發明支撐裝置的結構示意圖。

圖2為本發明支撐桿一端帶有梯臺的凹槽結構示意圖。

圖3為本發明支撐桿另一端帶有絲杠的結構示意圖。

圖4為帶有預留小口的封閉型筒體結構示意圖。

圖5為本發明支撐裝置運動原理示意圖。

具體實施方式

下面的實施例可以使本專業技術人員更全面地理解本發明。

結合圖1~圖3說明本發明的結構組成：