[發明專利]一種基于攪拌摩擦方法的輕質高強零件表層損傷修復裝置

有效

• 申請號: 202011004418.1
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112338348B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 董永剛;趙濱;黃鑫磊;敖金磊;張晉府;張京城;董文杰;尚虎城
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

本發明涉及一種基于攪拌摩擦方法的輕質高強零件表層損傷修復裝置，屬于輕質高強零件工作表面強化及損傷修復裝置技術領域，包括L型支架，其垂直板與第一進給機構固定連接，攪拌摩擦匙孔去除機構通過第一進給機構設于垂直板上；水平板由下自上依次設有第二進給機構、平臺、第三進給機構、工作臺和夾緊件；攪拌摩擦匙孔去除機構包括與電機相連的連接件和固定于連接件下端的攪拌肩，連接件下端中部依次連接液壓缸、旋轉裝置和攪拌針，攪拌肩上設有攪拌針穿過的圓孔，攪拌針通過液壓缸的伸縮實現與攪拌肩的分離。本發明對輕質高強零件表層一定深度的裂紋等內部缺陷修復作用明顯，修復面積大、效率高，修復后零件表面無匙孔存在，避免了匙孔處理工序。

技術領域

本發明涉及一種基于攪拌摩擦方法的輕質高強零件表層損傷修復裝置，屬于輕質高強零件工作表面強化及損傷修復裝置技術領域。

背景技術

隨著汽車行業及航空航天領域的高速發展，對輕質高強金屬零件的需求量越來越大，鎂、鋁合金因其低密度、高強度、高韌性等優點得到了廣泛的應用。在嚴苛的周期性循環工作載荷條件下，鋁、鎂合金零件工作表面及表層不可避免的會萌生疲勞裂紋并產生剝離損傷等表層缺陷，因此需要對零件表層損傷進行必要的修復。當前損傷修復的方法主要有傳統熔焊、電火花合金化、激光多層熔敷等，這些修復方法是基于材料熔化的修復工藝，修復區一般為粗大的枝狀晶鑄態組織，且修復過程中過大的局部熱輸入容易產生熱裂紋、縮孔等二次缺陷；另外，電火花合金化與激光多層熔敷僅適用于表面損傷的修復，對零件表層一定深度處的裂紋等內部缺陷無明顯修復作用。

攪拌摩擦修復作為一種新型的缺陷修復技術，具有顯著的優勢：焊接溫度低，晶粒細小、變形和殘余應力小，綠色無污染，修復過程中不會產生裂紋、氣孔等二次缺陷，在損傷修復領域具有廣闊的應用前景。鋁、鎂合金材料熔點一般低于660℃，不用外加熱源靠摩擦熱就可以完成表面修復，非常適合采用攪拌摩擦方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于攪拌摩擦方法的輕質高強零件表層損傷修復裝置，用于輕質高強零件表層損傷的修復。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于攪拌摩擦方法的輕質高強零件表層損傷修復裝置，包括支架、第一進給機構、工作臺、夾緊件、第二進給機構、第三進給機構、電機、攪拌摩擦匙孔去除機構和聯軸器；所述支架設置為L型，包括相連的垂直板和水平板且垂直板與第一進給機構固定連接、水平板與第二進給機構固定連接，所述攪拌摩擦匙孔去除機構通過第一進給機構設置于垂直板上，且能夠沿垂直板上下移動，所述水平板上設置有通過第二進給機構進行前后移動的平臺，且平臺上設置有通過第三進給機構進行左右運動的工作臺，所述工作臺上固定設置夾緊件；所述攪拌摩擦匙孔去除機構包括保護殼、設置于保護殼內部能夠旋轉的連接件和固定于連接件下端的攪拌肩，所述連接件下端中部依次連接有液壓缸、旋轉裝置和攪拌針，所述攪拌肩上設有攪拌針穿過的圓孔，且攪拌針通過液壓缸的伸縮實現與攪拌肩的分離；所述連接件通過聯軸器與電機輸出軸連接。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述夾緊件包括固定設置于工作臺上的夾緊件主體和通過調節旋鈕實現移動進而夾緊工件的加緊板。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述第一進給機構、第二進給機構和第三進給機構均包括固定設置的絲杠以及連接電機和絲杠的聯軸器，所述絲杠與導軌的軸套套接；所述第一進給機構的軸套與攪拌摩擦匙孔去除機構的保護殼通過焊接的方式固定連接，所述第二進給機構的軸套與其上方的平臺固定連接；所述第三進給機構的軸套與工作臺固定連接。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述連接件與攪拌肩通過四根連接軸固定連接，且四根連接軸沿周向均勻間隔設置，所述連接件的下端中部與液壓缸頂端通過螺栓固定連接。