[發明專利]一種攪拌摩擦焊輥壓式內支撐體系

有效

• 申請號: 201910933879.8
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110666336B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 王剛;蘇子龍;尹立孟;黃永德;徐永庚
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 姚坤

本發明公開一種攪拌摩擦焊輥壓式內支撐體系，包括剛彈性筒、伸縮氣缸和限位裝置，限位裝置設置在伸縮氣缸的活塞桿上端，剛彈性筒設置在限位裝置上；限位裝置包括安裝板和兩個限位輥組，安裝板水平設置在伸縮氣缸的活塞桿上端，兩個限位輥組正對安裝在安裝板的上表面，剛彈性筒位于兩個限位輥組之間。采用本發明的有益效果是，能通過伸縮氣缸調節剛彈性筒與待焊圓形工件的距離，通過筒體的自適應變形，增大其與待焊圓筒形工件的接觸面積，并在變形后形成剛性支撐，剛彈性筒兩側的限位輥組會對剛彈性筒起到一個限位和輔助滾動的作用，保證剛彈性筒在滾動過程中均勻受力，對剛彈性筒的滾動提供保護和輔助并提高支撐的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種支撐體系，具體涉及一種攪拌摩擦焊輥壓式內支撐體系。

背景技術

攪拌摩擦焊是指利用高速旋轉的焊具與工件摩擦產生的熱量使被焊材料局部熔化，當焊具沿著焊接界面向前移動時，被塑性化的材料在焊具的轉動摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的擠壓下形成致密的固相焊縫。利用攪拌摩擦焊焊接兩個待焊圓筒形工件的時候，將兩個待焊圓筒形工件需要焊接的一端抵緊，利用夾持裝置將兩個待焊圓筒形工件固定，將焊具固定，焊接攪拌頭從待焊圓筒形工件外側伸入接縫處，再使兩個待焊圓筒形工件同步旋轉以實現焊接；在焊接過程中，待焊圓筒形工件的旋轉中心需要保持穩定，且在待焊圓筒形工件的接縫內側需要設置穩定的支撐，以支撐焊接攪拌頭對待焊圓筒形工件的壓力。

采用現有的夾持裝置、旋轉裝置、內支撐裝置應用于待焊圓筒形工件的攪拌摩擦焊時，存在以下技術問題：

1、內支撐裝置較常采用的方式是設置剛性的圓環形內支撐，但是對不同尺寸的待焊圓筒形工件需要設置對應尺寸的圓環形內支撐，同時為了使圓環形內支撐的外表面與待焊圓筒形工件的抵靠部位穩定貼合，對圓環形內支撐的加工精度要求較高，致使圓環形內支撐的制造成本較高；

后來研究人員在論文《剛性動支撐攪拌摩擦焊工藝》中提供了一種環焊縫攪拌摩擦焊內支撐裝置，僅用支撐輪支撐待焊圓筒形工件背面，保障支撐輪提供的支撐力和焊機施加的頂鍛力相互平衡，同時支撐輪沿自身軸心旋轉，從而使其“適用的直徑范圍廣，無需像傳統焊接過程那樣根據不同產品直徑制造專用工裝，并且對零件的狀態適用性強”。但該方案還存在支撐輪與待焊圓筒形工件的接觸面積過小，支撐輪與待焊圓筒形工件之間打滑或松動等問題，使待焊圓筒形工件沿焊縫方向的旋轉過程中，難以保證待焊圓筒形工件與焊接攪拌頭接觸時的穩定性。

2、夾持裝置與旋轉裝置是獨立設置的，二者的體積較大，同步性差。

3、待焊圓筒形工件在旋轉時，其軸心可能發生偏移，但無法及時發現，從而影響待焊圓筒形工件和攪拌頭之間的接觸關系。

發明內容

為解決以上待焊圓筒形工件與焊接攪拌頭接觸時的穩定性難以保證等技術問題，本發明提供一種能輥壓式的內支撐裝置，其具有結構簡單，穩定性強的優點。

技術方案如下：

一種攪拌摩擦焊輥壓式內支撐體系，其關鍵在于：包括剛彈性筒、伸縮氣缸和限位裝置，所述伸縮氣缸豎向設置，所述限位裝置設置在所述伸縮氣缸的活塞桿上端，所述剛彈性筒設置在所述限位裝置上；

所述限位裝置包括安裝板和兩個限位輥組，所述安裝板水平設置在所述伸縮氣缸的活塞桿上端，兩個所述限位輥組正對安裝在所述安裝板的上表面，所述剛彈性筒位于兩個所述限位輥組之間。

采取以上技術方案的顯著效果是：將一種攪拌摩擦焊輥壓式內支撐體系置于待焊圓形工件內部，在剛彈性筒受到擠壓滾動時，剛彈性筒兩側的限位輥組會對剛彈性筒起到限位和輔助滾動的作用，對剛彈性筒的外壁起到保護作用，保證剛彈性筒在滾動過程中均勻受力，提高支撐的穩定性；而剛彈性筒在與待焊圓形工件抵緊過程中，其能隨待焊圓形工件自適應性變化，從而增大對待焊圓形工件的支撐面積，同時當外側壓力不足以使剛彈性筒繼續發生形變時，剛彈性筒形成剛性支撐，從而提供穩定支撐面。