[實用新型]一種大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接裝置

有效

• 申請號: 201420367071.0
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN204075501U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 孟光;王宇晗
• 申請（專利權）人: 上海拓璞數控科技有限公司;上海交通大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及航空航天先進制造領域，特別是涉及一種大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接裝置。

背景技術

?運載火箭箭體艙段、飛機機身殼體等飛行器艙體由大型薄壁筒段構件組成，薄壁筒段構件之間的連接由攪拌摩擦焊接實現。筒段構件在攪拌摩擦焊接時會承受較大的焊接壓力和摩擦力，由于大型薄壁筒段構件剛性較差，焊接時筒段構件會產生較大的變形，嚴重影響構件的焊接質量。因此，攪拌摩擦焊接設備應包含剛性較好的支撐裝置，利用支撐裝置來減少筒段構件在承受較大焊接壓力和摩擦力時的變形量。在攪拌摩擦焊接焊接時，對接筒段構件之間需要剛性固定，攪拌針扎入待焊工件的焊縫，工件繞自身軸線旋轉，才能完成環狀焊縫的焊接。由于工件在支撐裝置定位支撐的同時還需要繞自身軸線旋轉，因此需要考慮如何較好的安裝支撐裝置和工件旋轉裝置,配合焊接裝置完成攪拌摩擦焊接。傳統的大型筒段構件環縫攪拌摩擦焊接裝置采用支撐裝置與工件旋轉裝置同步旋轉。實際加工中，工件旋轉一周，容易導致線路纏繞，如果工件在一定角度范圍內往復旋轉，焊接效率會降低，焊接質量也會下降。因此傳統的大型筒段構件環縫攪拌摩擦焊接裝置已無法較好的實現高效率高質量的焊接。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型旨在提供一種大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接裝置。

為實現該技術目的，本實用新型的方案是：一種大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接裝置，包括可回轉型頭架、可回轉型環縫夾具、可回轉型尾架、數控支撐托輥、機床底座、焊接執行機構、內部柔性支撐裝置、旋轉型外部伺服定位及裝卡裝置、輕量化可拆卸式內支撐裝置、基座、滑鞍、滑枕、伺服電主軸、頭架基座、內支撐心軸、頭架基座沿工件軸線方向移動的直線驅動裝置、工件連接架、內支撐心軸沿工件軸線方向移動的直線驅動裝置、工件連接架相對頭架基座旋轉的回轉驅動裝置、抱箍、待焊工件、頭架過渡連接裝置、待焊貯箱底蓋，所述可回轉型頭架和數控支撐托輥連接，所述可回轉型環縫夾具和焊接執行機構連接，所述可回轉型尾架連接于機床底座的右端，所述數控支撐托輥和機床底座連接。

作為優選，所述可回轉型環縫夾具由旋轉型外部伺服定位及裝卡裝置、內部柔性支撐裝置以及輕量化可拆卸式內支撐裝置組成，可回轉型環縫夾具將待焊工件焊縫內外夾持，待焊接工件除焊縫外的兩個端面分別與可回轉型頭架、可回轉型尾架連接，可回轉型環縫夾具、可回轉型頭架、可回轉型尾架同步旋轉，帶動工件旋轉。

作為優選，所述焊接執行機構由基座、滑鞍、滑枕以及伺服電主軸組成，伺服電主軸安裝在滑枕端部，可手動調整偏擺角度，用于保證攪拌摩擦焊接過程中攪拌針的前傾角度，滑枕可相對滑枕沿待焊工件徑向方向伺服移動，滑鞍可相對基座沿待焊工件軸線方向伺服移動。

作為優選，所述可回轉型頭架由頭架基座、頭架基座沿工件軸線方向移動的直線驅動裝置、工件連接架、工件連接架相對頭架基座旋轉的回轉驅動裝置、內支撐心軸以及內支撐心軸沿工件軸線方向移動的直線驅動裝置構成，被動旋轉軸承箱安裝在心軸端部，分別與心軸和內支撐相連接，用于焊接過程中內支撐相對心軸的被動旋轉。

本實用新型可用于大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接，焊接質量好，大大提升加工效率。對開敞性不同的待焊工件使用不同的內支撐裝置。內部柔性支撐裝置由周長可調的焊縫墊圈和十六組由大推力氣缸驅動裝置構成的支撐機械手組成，通過十六組機械手對對開敞性好的待焊接工件進行內部支撐，消除工件與焊接底板之間的間隙；輕量化可拆卸式內支撐裝置由桁架結構拼接而成，桁架結構在焊接之前進行組裝調整，再吊裝到開敞性差的待焊接工件進行內部支撐，焊接完畢后拆卸成小尺寸部件并從小孔運出。旋轉型外部伺服定位及裝卡裝置由九十組伺服增力夾持單元進行定位、夾持，包含具備力/位反饋的伺服驅動缸，根據伺服驅動缸的力反饋，確定工件的定位及裝卡狀態，實施進行調整、補償。

附圖說明

圖1為本實用新型大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接裝置整體結構示意圖；

圖2為本實用新型大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接裝置可回轉型環縫夾具的示意圖；

圖3為本實用新型大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接裝置焊接執行機構的示意圖；

圖4為本實用新型大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接裝置可回轉型頭架的示意圖；

圖5為本實用新型大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接裝置步驟一的示意圖；

圖6為本實用新型大型貯箱的整體環縫攪拌摩擦焊接裝置步驟二的示意圖；