[發明專利]一種復合型線性摩擦焊接設備

有效

• 申請號: 201810345533.1
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108326414B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 宋長森;楊立斌;吳明友;胡光東
• 申請（專利權）人: 北京理工大學珠海學院
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 黃國勇

本發明公開了一種復合型線性摩擦焊接設備，旨在提供一種在焊接的不同階段、不同材質具有不同的振動力和振動頻率，頻率可調范圍寬的復合型線性摩擦焊接設備。本發明包括上機架、下機架、上壓力驅動機構、下壓力驅動機構、上卡具和下卡具，焊接時，上壓力驅動機構和下壓力驅動機構輸出相向的作用力；一種復合型線性摩擦焊接設備還包括機械振動裝置和電磁振動裝置，機械振動裝置與上卡具或上壓力驅動機構傳動連接，電磁振動裝置與下卡具或下壓力驅動機構相連接，機械振動裝置和電磁振動裝置產生的振動方向均與上壓力驅動機構或下壓力驅動機構輸出的作用力方向垂直。本發明應用于線性摩擦焊接的技術領域。

技術領域

本發明涉及一種線性摩擦焊接設備,特別涉及一種復合型線性摩擦焊接設備。

背景技術

摩擦焊接是在外力作用下，利用焊件接觸面之間的相對摩擦運動所產生的熱量，使接觸面及其近區金屬達到粘塑性狀態并產生適當的宏觀塑性變形，通過兩側材料間的相互擴散和動態再結晶而完成焊接。

經過多年的研究，直到1985年，由Allwood,Searle@Timney公司負責研究設計，Blacks設備公司負責機器制造，Rolls-Royce公司提供技術合作，幾家公司共同研制出了世界上第一臺線性摩擦焊機，該設備往復運動機構頻率可達75Hz，位移幅度為士3mm，主要是用于航空發動機的制造和維修。

近年來，線性摩擦焊接工藝應用于飛機發動機整體葉盤、空心葉片葉盤等制造過程，在航空發動機的應用方面取得了令人矚目的成就。美國通用電氣公司航空發動機部(GEAE)將線性摩擦焊用于航空材料的焊接，并在鈦合金和鎳基超合金的焊接和堆焊方面取得了很大成功。美國CTC技術公司為美國海軍完成了一項線性摩擦焊接研究項目，對七種不同合金和兩組異種金屬進行了焊接實驗。德國MTU公司在生產EJ200發動機時最先采用了英國Blacks設備公司制造的線性摩擦焊機焊接整體葉盤結構。美國普惠公司在研制第四代戰斗機的動力裝置F119發動機時，葉片和輪盤用線性摩擦焊將其焊成一體。西北工業大學摩擦焊接研究所已經對線性摩擦焊接過程中的數值模擬，熱力藕合，單片機控制等方面進行了理論研究，并進行了電機驅動的線性摩擦焊機的實驗研究。

線性摩擦焊機的往復運動方式決定了摩擦焊機的性能，目前的線性摩擦焊機往復運動主要有機械式、液壓式和電磁式。機械式摩擦焊機功率大，頻率低，慣性力大，振動大；液壓式摩擦焊機施力較均勻，高頻性能差，液壓油升溫快，容易形成氣泡，振動力不穩定；電磁式摩擦焊機高頻性能好，但振動力不足。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供了一種復合型線性摩擦焊接設備，該復合型線性摩擦焊接設備具有振動力和頻率可以調節及焊接工件尺寸不受設備尺寸限制的特點，在焊接的不同階段、不同材質具有不同的振動力和振動頻率，頻率可調范圍寬,克服了現有線性摩擦焊接設備的不足。

本發明所采用的技術方案是：本發明包括上機架、下機架、上壓力驅動機構、下壓力驅動機構、上卡具和下卡具，所述上機架位于所述下機架的上方，所述上壓力驅動機構的上端與所述上機架相鉸接，所述上壓力驅動機構的下端與所述上卡具相連接，所述下壓力驅動機構下端與所述下機架相鉸接，所述下壓力驅動機構上端與所述下卡具相連接，焊接時，所述上壓力驅動機構和所述下壓力驅動機構輸出相向的作用力；所述一種復合型線性摩擦焊接設備還包括機械振動裝置和電磁振動裝置，所述機械振動裝置與所述上卡具或所述上壓力驅動機構傳動連接，所述電磁振動裝置與所述下卡具或所述下壓力驅動機構相連接，所述機械振動裝置和所述電磁振動裝置產生的振動方向均與所述上壓力驅動機構或所述下壓力驅動機構輸出的作用力方向垂直。

進一步，所述一種復合型線性摩擦焊接設備還包括側支架，所述側支架的側面滑動設置有滑座，所述下機架上設置有與所述滑座相連接的滑動調節裝置，所述機械振動裝置設置在所述滑座上。