[發(fā)明專利]一種高效輪轂焊接設備及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810993959.8
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN108941881A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 朱建華;夏春明;彭虎;趙江龍;王立人;孫濤
• 申請（專利權）人: 上海錮維智能設備有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 常州易瑞智新專利代理事務所(普通合伙) 32338
• 代理人: 徐琳淞

本發(fā)明公開了一種高效輪轂焊接設備及方法，設備包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器、主軸、直線驅(qū)動器、輪盤固定器和輪圈固定器；主軸的末端連接輪盤固定器，輪盤固定器用于安裝輪盤；輪圈固定器用于安裝輪圈；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器連接主軸并驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)；直線驅(qū)動器連接主軸并驅(qū)動主軸相對輪圈固定器直線運動。本發(fā)明的高效輪轂焊接設備和方法將慣性旋轉(zhuǎn)摩擦焊應用于輪轂焊接；慣性旋轉(zhuǎn)摩擦焊利用慣性儲能提供能量實現(xiàn)焊接界面的加熱直到最后接合，可提供比其他焊接作用方式更大的瞬時焊接功率；能夠快速實現(xiàn)同種材質(zhì)間的或異種材質(zhì)間的焊接，焊接過程可重復性高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，適合大批量焊接生產(chǎn)，能夠?qū)⒂行Э刂飘a(chǎn)品缺陷率降低至百萬分之3.4以下。

技術領域

本發(fā)明涉及焊接領域，尤其涉及一種用于汽車輪轂的焊接設備和方法。

背景技術

汽車輪轂作為汽車重要的承載及驅(qū)動部件，其輕量化設計制造對于汽車使用過程中減少能源消耗意義重大，這促進了鋁合金等輕量化材料的大規(guī)模應用，同時輪轂制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大，努力提高質(zhì)量、降低成本也成為這個行業(yè)的不懈追求。目前鋁合金輪轂的制造成形工藝主要有整體鑄造、整體鍛造、鍛造加旋壓、分體焊接等；比較而言，整體鑄造輪轂強度較差，余量多，然由于其工藝成熟度高，整體成本相對較低，主要覆蓋中低端輪轂需求市場；鍛造輪轂強度高，然其成本也是最高的，主要面向中高端市場；焊接輪轂其輪圈與輪盤往往是分體成形，之后再通過焊接實現(xiàn)連接，這樣輪圈與輪盤的材質(zhì)及成形工藝可選擇性大，焊接輪轂可有效提高輪轂的性價比，然而要發(fā)揮焊接輪轂的比較優(yōu)勢，急需找到高效、穩(wěn)定、可靠并適應大規(guī)模生產(chǎn)的焊接技術。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種新的輪轂焊接方法及設備，實現(xiàn)輪轂的高質(zhì)、高效焊接。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：一種高效輪轂焊接設備，包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器、主軸、直線驅(qū)動器、輪盤固定器和輪圈固定器；

旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器可以采用直流電機或者液壓馬達，直線驅(qū)動器可以采用油缸；

主軸的末端連接輪盤固定器，輪盤固定器用于安裝輪盤；

輪圈固定器用于安裝輪圈，輪圈固定器的位置與輪盤固定器的位置相對應，安裝好的輪圈和輪盤的焊接面彼此相對；

旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器連接主軸并驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)；

直線驅(qū)動器連接主軸并驅(qū)動主軸相對輪圈固定器直線運動。

本發(fā)明的高效輪轂焊接設備是一種摩擦焊設備，主要應用于鋁合金輪轂焊接；具體工作流程是利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器加速輪盤至設定的速度，然后將輪盤和輪圈的焊接面貼合并保壓，同時斷開或關閉旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，輪盤利用慣性與輪圈產(chǎn)生摩擦，輪盤和輪圈的焊接面因摩擦升溫后融合。

具體的，所述輪盤固定器包括卡盤和預頂機構，卡盤用于安裝輪盤，預頂機構的頂桿頂住輪盤使輪盤貼合在卡盤表面。

進一步的，輪盤固定器還包括導向機構，預頂機構的頂桿插在導向機構的導向孔內(nèi)。

進一步的，所述卡盤和輪盤之間設置有彈性過渡層，避免輪盤的表面被卡盤劃傷。

具體的，所述輪圈固定器包括外圈夾緊機構和內(nèi)圈支撐機構，輪圈套在內(nèi)圈支撐機構上，外圈夾緊機構和內(nèi)圈支撐機構共同夾住輪圈。

進一步的，外圈夾緊機構與輪圈之間設置有彈性過渡層，內(nèi)圈支撐機構與輪圈之間設置有彈性過渡層，避免輪圈的表面被外圈夾緊機構和內(nèi)圈支撐機構劃傷。

進一步的，所述主軸上安裝有慣性飛輪，慣性飛輪用于幫助輪盤存儲能量，以便輪盤與輪圈接觸時，焊接面上的摩擦能量輸入能夠達到設定的功率。

本發(fā)明還提供了一種輪轂焊接方法，包括如下步驟：

步驟1：分別夾緊輪盤和輪圈，使得輪盤和輪圈的中軸線共線；

步驟2：旋轉(zhuǎn)輪盤；