[發明專利]一種攪拌摩擦焊剛彈性內支撐筒

有效

• 申請號: 201910933900.4
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110560882B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 姚宗湘;零的應;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剛彈性內支撐筒，包括筒體、固定軸和若干彈性曲板，筒體的兩端開口，固定軸穿設在所述筒體內，固定軸與筒體的軸心線重合；彈性曲板位于筒體內，所有彈性曲板均設置在固定軸上，所有彈性曲板以固定軸為中心環向分布，彈性曲板以固定軸為中心向外發散設置；彈性曲板的外邊緣與筒體的內壁固定連接，彈性曲板的內邊緣與固定軸固定連接。采用本發明的一種攪拌摩擦焊剛彈性內支撐筒，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，從而在攪拌摩擦焊接時對待焊圓筒形工件起到穩定，有效的支撐，同時避免了筒體在支撐時發生打滑或松動的情況。

技術領域

本發明涉及一種支撐結構，具體涉及一種攪拌摩擦焊剛彈性內支撐筒。

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

為解決支撐輪與待焊圓筒形工件的接觸面積過小的問題，本發明提供一種能加大支撐輪與待焊圓筒形工件的接觸面積的內支撐筒，其具有適用性強，支撐穩定的優點。

技術方案如下：

一種攪拌摩擦焊剛彈性內支撐筒，其關鍵在于：包括筒體、固定軸和若干彈性曲板，所述筒體的兩端開口，所述固定軸穿設在所述筒體內，所述固定軸與所述筒體的軸心線重合；

所述彈性曲板位于所述筒體內，所有所述彈性曲板均設置在所述固定軸上，所有所述彈性曲板以所述固定軸為中心環向分布，所述彈性曲板以所述固定軸為中心向外發散設置；

所述彈性曲板的外邊緣與所述筒體的內壁固定連接，所述彈性曲板的內邊緣與所述固定軸固定連接。

采取以上技術方案的顯著效果是：筒體的外壁與所述待焊圓筒形工件抵緊后，筒體受到外力作用會發生形變并擠壓所述彈性曲板，所述筒體的外壁與待焊圓筒形工件的接觸面積會增加，筒體和彈性曲板變形后具有較強的回復彈性勢能，當外側壓力不足以使筒體繼續發生形變時，筒體形成剛性支撐，從而提供穩定支撐面。