[發明專利]一種自支撐攪拌摩擦焊接裝置及其焊接方法

在審

• 申請號: 202010985967.5
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112108757A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 周利;李高輝;張海峰;王蘋;劉杉;梁濤;張欣盟
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）;中車長春軌道客車股份有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 威海恒譽潤達專利代理事務所(普通合伙) 37260
• 代理人: 曾基

1.一種自支撐攪拌摩擦焊接裝置，其特征是，設有上部軸肩、攪拌針、第一中部軸肩、彈簧、第二中部軸肩和下部軸肩，所述攪拌針依次穿過上部軸肩、第一中部軸肩、彈簧、第二中部軸肩和下部軸肩，所述攪拌針的下端攻有細牙螺紋，所述攪拌針通過細牙螺紋連接螺母，所述螺母的上端面與所述下部軸肩的下端面接觸，從下方頂住所述下部軸肩，所述第一中部軸肩的下端沿軸線設有第一沉孔，所述第二中部軸肩的上端沿軸線設有第二沉孔，所述彈簧的一端伸入所述第一沉孔內，與所述第一沉孔的上端面接觸，所述彈簧的另一端伸入所述第二沉孔內，與所述第二沉孔的下端面接觸，所述攪拌針的上端和下端分別設有上端鍵槽和下端鍵槽，所述上部軸肩設有上位鍵槽，所述下部軸肩設有下位鍵槽，所述上位鍵槽延伸到所述上部軸肩頂面，所述下位鍵槽延伸到所述下部軸肩底面，所述上端鍵槽和所述上位鍵槽中設有上位鍵，所述下端鍵槽和所述下位鍵槽中設有下位鍵。

2.根據權利要求1所述的自支撐攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述第一中部軸肩和所述第二中部軸肩沿軸線分別設有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔與所述攪拌針間隙配合。

3.根據權利要求1所述的自支撐攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述上部軸肩沿軸線設有第一安裝孔，所述下部軸肩沿軸線設置有第二安裝孔，所述第一安裝孔、所述第二安裝孔與攪拌針間隙配合。

4.根據權利要求3所述的自支撐攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述上部軸肩下端面和下部軸肩上端面均設有螺旋凹槽。

5.根據權利要求4所述的自支撐攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述上部軸肩上一體成型設有夾持柄。

6.一種如權利要求1所述的自支撐攪拌摩擦焊接裝置的焊接方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)中空型材組配：利用裝卡工具將被焊中空型材固定在工作臺上，使被焊中空型材對接且處于同一水平面上，組配成待焊箱型結構；

(2)確定焊接裝置尺寸：根據待焊箱型結構內腔寬度選擇第一中部軸肩和第二中部軸肩，保證第一中部軸肩和第二中部軸肩的直徑均小于待焊箱型結構內腔寬度，根據箱型結構內腔高度選擇彈簧，保證彈簧的自由長度大于箱型結構內腔高度，彈簧的極限載荷大于10倍的第一中部軸肩的重量，根據箱型結構的高度調整螺母，使得上部軸肩與下部軸肩之間的間距小于等于箱型結構的高度；

(3)攪拌摩擦焊焊接：調整焊接裝置與待焊箱型結構的相對位置，保證上對接縫和下對接縫與攪拌針對中，調節彈簧的壓緊狀態，使得第一中部軸肩的上端面卡住待焊箱型結構內腔的上表面，第二中部軸肩的下端面卡住待焊箱型結構內腔的下表面，選取合適的參數，將焊接裝置平移以切入對接縫進行焊接。