[發明專利]一種激光熔覆和超聲振動結合輔助無鉚釘翻鉚連接裝置及連接方法

在審

• 申請號: 201910316441.5
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110000296A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 莊蔚敏;陳沈;石佳寧;呂令令;施宏達
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B21D39/02
• 分類號: B21D39/02;B21D35/00;C23C24/10
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 許小東

1.一種激光熔覆和超聲振動結合輔助無鉚釘翻鉚連接裝置，其特征在于，包括：

底座，其具有第一貫穿孔；

下翻鉚沖頭，其同軸彈性支撐在所述第一貫穿孔內；

超聲振動裝置，其連接所述下翻鉚沖頭底部，并能夠帶動所述下翻鉚沖頭沿所述第一貫穿孔滑動；

壓邊圈，其同軸設置在所述底座上方，并具有第二貫穿孔；

上翻鉚沖頭，其同軸設在所述第二貫穿孔內，并能夠沿所述第二貫穿孔上下滑動；

第一激光熔覆裝置，其可旋轉支撐在所述第二貫穿孔內，能夠使位于其下方的鉚接金屬表面形成第一環形熔覆層；

第二激光熔覆裝置，其可旋轉支撐在所述第二貫穿孔底部，位于所述第一激光熔覆裝置下方，能夠使位于其中心位置的鉚接金屬表面形成第二環形熔覆層。

2.根據權利要求1所述的激光熔覆和超聲振動結合輔助無鉚釘翻鉚連接裝置，其特征在于，所述第一激光熔覆裝置包括：

第一圓環，其可旋轉支撐在所述第二貫穿孔內；

至少一個第一鉸接桿，其一端與所述第一圓環鉸接，并能夠隨所述第一圓環旋轉；

縱向激光發射器，其可拆卸連接所述第一鉸接桿另一端；

第一送粉盒，其設置在所述第一鉸接桿另一端，位于所述縱向激光發射器一側，并具有噴頭，能夠向其下方噴射粉末。

3.根據權利要求1所述的激光熔覆和超聲振動結合輔助無鉚釘翻鉚連接裝置，其特征在于，所述第一激光熔覆裝置包括：

第一環形滑軌，其可拆卸固定在所述第二貫穿孔內；

至少一個第一鉸接桿，其一端連接所述第一環形滑軌，并能夠沿所述第一環形滑軌滑動；

縱向激光發射器，其可拆卸連接所述第一鉸接桿另一端；

第一送粉盒，其設置在所述第一鉸接桿另一端，位于所述縱向激光發射器一側，并具有噴頭，能夠向其下方噴射粉末。

4.根據權利要求2或3所述的激光熔覆和超聲振動結合輔助無鉚釘翻鉚連接裝置，其特征在于，所述第一鉸接桿為伸縮桿。

5.根據權利要求1所述的激光熔覆和超聲振動結合輔助無鉚釘翻鉚連接裝置，其特征在于，所述第二激光熔覆裝置包括：

第二圓環，其可旋轉支撐在所述第二貫穿孔底部；

至少一個橫向激光發射器，其可拆卸連接所述第二圓環，并能夠隨所述第二圓環旋轉；

第二送粉盒，其設置在所述橫向激光發射器一側，隨所述橫向激光發射器旋轉，所述第二送粉盒具有第二噴頭，能夠向中心噴射粉末。

6.根據權利要求1所述的激光熔覆和超聲振動結合輔助無鉚釘翻鉚連接裝置，其特征在于，所述第二激光熔覆裝置包括：

第二環形滑軌，其可拆卸固定在所述第二貫穿底部；

至少一個橫向激光發射器，其可拆卸連接所述第二環形軌道，并能夠沿所述第二環形滑軌滑動；

第二送粉盒，其設置在所述橫向激光發射器一側，隨所述橫向激光發射器旋轉，所述第二送粉盒具有第二噴頭，能夠向中心噴射粉末。

7.一種激光熔覆和超聲振動結合輔助無鉚釘翻鉚連接方法，其特征在于，包括：

步驟一、制備出帶有通孔的鋼板和鋁板，將鋁板放置在所述底座上方，然后將所述鋼板疊放在所述鋁板上方，并驅動壓邊圈使鋼板和鋁板壓緊；

步驟二、開啟第一激光熔覆裝置，所述縱向激光發射器和所述第一送粉盒以速度v同步旋轉，噴灑熔覆粉末的同時，采用激光器照射，在所述鋼板上形成環形第一熔覆區；

步驟三、啟動超聲震動裝置帶動下翻鉚沖頭向所述鋁板沖擊，完全鉆透鋁板的同時形成具有一定厚度的襯套；

步驟四、開啟第二激光熔覆裝置，所述橫向激光發射器和所述第二送粉盒以速度v′同步旋轉，噴灑熔覆粉末的同時，采用激光器照射，在所述襯套外側形成環形第二熔覆區；

步驟五、推動所述上翻鉚沖頭下行，將襯套向兩側翻出，形成翻鉚結構。