[實用新型]一種鋁棒與銅環(huán)摩擦焊裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420112000.6
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN203712071U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王明靜;朱明;孟慶帥;杜雙明;常武
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于特種焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種鋁棒與銅環(huán)摩擦焊裝置。

背景技術(shù)

銅的電導(dǎo)率及熱導(dǎo)率略低于銀，電導(dǎo)率約是鋁的1.5倍，單從性能上說，是用做電器開關(guān)許多關(guān)鍵部位的最好材料，但是由于其價格比較昂貴，為節(jié)省生產(chǎn)成本，用鋁代替銅或者用鋁銅焊接件代替銅成為發(fā)展方向，尤其那些引出端是銅制的設(shè)備，可先采用焊接方法焊接成整體的鋁銅接頭，然后用普通方法將接頭的銅端與電氣設(shè)備上的銅引出端相連接，就可以使得整個線路獲得質(zhì)量可靠的結(jié)合。由于銅和鋁自身的強(qiáng)氧化性，其焊接比較困難，且由于兩種金屬之間熔點相差很大（鋁：658℃，銅：1083℃），要使它們均勻受熱和熔化是比較困難的，兩者之間懸殊的密度差，也使得焊縫金屬的混合變得更加困難，尤其是接頭的脆性金屬間化合物是接頭性能低的主要原因，對于接頭性能要求不高時，可以采用電弧熔化焊，但是這也局限于薄板之間的焊接；采用一定工藝的釬焊可以獲得比較理想的焊接接頭力學(xué)性能，但不適用于小尺寸和圓形焊接接頭；壓力焊、摩擦焊可以很好地避免脆性相的產(chǎn)生，可以得到性能滿意的接頭。

摩擦焊接過程中，被焊材料通常不熔化，仍處于固相狀態(tài)，焊合區(qū)金屬為鍛造組織。與熔化焊接相比，在焊接接頭的形成機(jī)制和性能方面，存在著顯著區(qū)別。首先，摩擦焊接頭不產(chǎn)生與熔化和凝固冶金有關(guān)的一些焊接缺陷和焊接脆化現(xiàn)象，如粗大的柱狀晶、偏析、夾雜、裂紋和氣孔等；其次，軸向壓力和扭矩共同作用于摩擦焊接表面及其近區(qū)，產(chǎn)生了一些力學(xué)冶金效應(yīng)，如晶粒細(xì)化、組織致密、夾雜物彌散分布，以及摩擦焊接表面的“自清理”作用等；再者，摩擦焊接時間短，熱影響區(qū)窄，熱影響區(qū)組織無明顯粗化。上述三方面均有利于獲得與母材等強(qiáng)的焊接接頭。這一特點是決定摩擦焊接頭具有優(yōu)異性能的關(guān)鍵因素。對于圓環(huán)形接頭的摩擦焊接，國內(nèi)應(yīng)用比較多的領(lǐng)域是海底管道焊接與小口徑炮彈彈帶連接。其中中國兵器工業(yè)第五九研究所、中國航空工業(yè)第六二一研究所和北京石油化工學(xué)院海洋工程連接技術(shù)研究中心進(jìn)行了深入的研究。國內(nèi)成功的環(huán)形焊接面案例中，均為熔點較低的材料作為外套環(huán)體焊接到熔點較高的棒材上。熔點較高材料作為外套環(huán)體焊接到熔點較低的棒材上比較成功的案例中，采用的設(shè)備均為軸向旋轉(zhuǎn)同時徑向加壓，這樣避免了軸向旋轉(zhuǎn)熔點較低的棒材產(chǎn)生的向心力也即避免了熔點較低的棒材在旋轉(zhuǎn)和摩擦力的作用下容易產(chǎn)生的材料甩出現(xiàn)象，可以極大的緩解焊接過程中的焊蝕問題，但這種設(shè)備需要加壓同時旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用操作不夠方便，成本比較高，限制了其推廣使用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種鋁棒與銅環(huán)摩擦焊裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)方便且成本低，使用操作便捷，焊接效率和精度高，實用性強(qiáng)，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種鋁棒與銅環(huán)摩擦焊裝置，其特征在于：包括用于帶動鋁棒旋轉(zhuǎn)的軸向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和用于給套裝在鋁棒上的銅環(huán)施加壓力的徑向加壓機(jī)構(gòu)，所述軸向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸、安裝在旋轉(zhuǎn)軸上且用于夾裝鋁棒的卡盤夾具和用于帶動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的動力傳動機(jī)構(gòu)；所述徑向加壓機(jī)構(gòu)包括左銅環(huán)夾片、右銅環(huán)夾片、多連桿壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、用于帶動多連桿壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動的液壓油缸和用于為液壓油缸提供動力的液壓系統(tǒng)，以及間隔設(shè)置在地面上的第一底座、第二底座和第三底座，所述多連桿壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括直角三角形連桿、鉸接在第一底座頂部的第一豎直連桿和鉸接在第二底座頂部的第二豎直連桿，所述第一豎直連桿的中上部鉸接有左上傾斜連桿和左下傾斜連桿，所述左銅環(huán)夾片連接在左上傾斜連桿和左下傾斜連桿之間，所述第二豎直連桿的中上部鉸接有右上傾斜連桿和右下傾斜連桿，所述右銅環(huán)夾片連接在右上傾斜連桿和右下傾斜連桿之間，所述直角三角形連桿的直角邊豎直位于第二豎直連桿的正上方，所述直角三角形連桿的直角頂點與第二豎直連桿的頂部鉸接，所述液壓油缸的底座鉸接在第三底座頂部，所述直角三角形連桿的第一個銳角頂點與液壓油缸的活塞桿頂部鉸接，所述直角三角形連桿的第二個銳角頂點上鉸接有與第一豎直連桿頂部鉸接的頂部傾斜連桿，所述第一豎直連桿與頂部傾斜連桿鉸接的位置處鉸接有第一彈簧連接桿，所述第二豎直連桿與直角三角形連桿的直角頂點鉸接的位置處鉸接有第二彈簧連接桿，所述第一彈簧連接桿與第二彈簧連接桿之間連接有壓力調(diào)節(jié)彈簧。

上述的一種鋁棒與銅環(huán)摩擦焊裝置，其特征在于：所述動力傳動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和齒輪變速器，所述電機(jī)的輸出軸上連接有第一帶輪，所述齒輪變速器的輸入軸上連接有第二帶輪，所述第一帶輪和第二帶輪上連接有皮帶，所述旋轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器與齒輪變速器的輸出軸連接。