專利名稱：攪拌摩擦焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁及鋁合金焊接領(lǐng)域，特別是涉及一種攪拌摩擦焊接裝置。
背景技術(shù)：
鋁及鋁合金螺旋管是將鋁及鋁合金卷材按一定螺旋線的角度卷成管坯，然后將管縫焊接起來制成的。可以用一種寬度的卷材連續(xù)卷曲成型焊接生產(chǎn)出不同直徑規(guī)格的管材，此種管材廣泛應(yīng)用于電氣、石化以及低溫儲罐等領(lǐng)域。采用摩擦攪拌焊接方式生產(chǎn)鋁及鋁合金螺旋管時，由于螺旋管焊接區(qū)域沒有新增加的基體金屬，如焊絲等。所以焊縫高度沒有增加，相反還略有降低。這就造成焊縫區(qū)域強(qiáng)度低于螺旋管基體金屬區(qū)域強(qiáng)度，使得管材存在焊縫強(qiáng)度缺陷。而此類螺旋焊管廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，焊縫的強(qiáng)度降低將極大影響該類管材的使用范圍。只要焊縫區(qū)域強(qiáng)度能夠達(dá)到或超過基體金屬區(qū)域，那這種管材的使用前景將無可限量。因此迫切需要一種增加焊縫高度、提高焊縫強(qiáng)度的設(shè)備和方法。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種攪拌摩擦焊接裝置。所述攪拌摩擦焊接裝置圭要包括:高速電機(jī)；攪拌頭，其連接至所述高速電機(jī)的輸出軸上，包括攪拌針和兩個軸肩，兩個軸肩接觸焊接件的表面為弧形支撐扇面。優(yōu)選的，所述攪拌摩擦焊接裝置包括至少一對壓輥，設(shè)置在所述焊接件的左右兩側(cè)。
優(yōu)選的，所述攪拌摩擦焊接裝置包括兩對壓輥，分別設(shè)置在所述焊接件的前后兩偵U，其中先接觸待焊接件的壓輥為實心輥，其作用是使鋁及鋁合金板待焊接邊變形并且堆高。后接觸待焊接件的壓輥為帶凹糟的輥，其作用是使已變形及堆高的待焊接邊通過凹輥整形后保持形狀與尺寸的精確。優(yōu)選的，所述攪拌摩擦焊接裝置包括至少兩組轉(zhuǎn)動輥，至少一組為夾緊輥，以及至少一組為支撐輥，所述轉(zhuǎn)動輥，可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述攪拌摩擦焊接裝置上。優(yōu)選的，所述攪拌摩擦焊接裝置還包括毛刺清理裝置和拋光裝置。優(yōu)選的，所述攪拌摩擦焊接裝置還包括工控機(jī)、顯示裝置和攝像頭。依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接裝置采用一組或若干組壓輥對鋁及鋁合金帶卷材的兩外側(cè)待焊接區(qū)域進(jìn)行輥壓處理，促使其變形堆高。根據(jù)各種鋁及鋁合金對焊縫堆高的不同要求選擇不同的堆高參數(shù)。采用接觸焊接件的表面為弧形支撐扇面的雙軸肩攪拌頭對經(jīng)螺旋卷曲成型的鋁及鋁合金管坯的已堆高接縫處進(jìn)行攪拌摩擦焊接。滿足了焊接后的焊縫高度比基體板材增高的要求，提高了焊縫區(qū)域的強(qiáng)度。依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接裝置先以攪拌頭對已卷成螺旋管狀的鋁及鋁合金管坯堆高后的接縫處進(jìn)行攪拌摩擦焊接。等焊好部分旋轉(zhuǎn)到刮板工具及打磨工具處時，由內(nèi)側(cè)及外側(cè)的刮板及打磨輥對其進(jìn)行去毛刺處理及拋光處理。依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接裝置采用攝像頭及工控機(jī)來實現(xiàn)焊接過程的精確控制，以及焊接參數(shù)的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄。采用依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接裝置實現(xiàn)了增加鋁及鋁合金螺旋焊管焊縫區(qū)域的高度及提高焊縫強(qiáng)度的目的。本發(fā)明具有如下優(yōu)點:卷制鋁及鋁合金螺旋管時同步進(jìn)行待焊接部分的堆高及攪拌摩擦的焊接作業(yè)，工效大幅提高；焊接時，刮板工具及打磨工具同時進(jìn)行去毛刺處理及拋光處理，極大提高了生產(chǎn)效率；由于采用的是攪拌摩擦焊，焊縫區(qū)的成分與母材完全一樣，降低了焊縫局部腐蝕的傾向；焊縫組織為鍛造組織且晶粒得到了細(xì)化，其力學(xué)性能優(yōu)良特別是抗疲勞性能。還可以提高可熱處理強(qiáng)化鉛合金的接頭強(qiáng)度；焊縫沒有夾渣、氣孔、裂紋。焊縫質(zhì)量比傳統(tǒng)焊接方式高；焊接過程不需要填充焊絲和惰性氣體保護(hù)；焊前不需要開坡□，大幅節(jié)約了成本；易于實現(xiàn)機(jī)械化、自動化。可以實現(xiàn)焊接過程的精確控制，以及焊接參數(shù)的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄；與熔焊方法相比，攪拌摩擦焊過程沒有熔渣飛濺、煙塵、以及弧光的紅外線或紫外線等有害輻射對人體的危害等。
圖1為依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接設(shè)備的優(yōu)選實施方式的截面圖。；圖2為依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接設(shè)備的的攪拌頭的壓輥的示意圖；以及圖3為依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接設(shè)備的的攪拌頭的示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域的技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。圖1為依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接設(shè)備的優(yōu)選實施方式的截面圖。圖2為依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接設(shè)備的的攪拌頭的壓輥的示意圖。圖3為依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接設(shè)備的的攪拌頭的示意 圖。如圖1、圖2、圖3所示，所述攪拌摩擦焊接裝置包括:高速電機(jī)(未示出)；攪拌頭1，其連接至所述高速電機(jī)的輸出軸上，包括攪拌針13和兩個軸肩11、15，兩個軸肩接觸焊接件的表面12、14為弧形支撐扇面；當(dāng)所述攪拌摩擦焊接設(shè)備用于鋁及鋁合金螺旋管焊接時，所述攪拌摩擦焊接設(shè)各優(yōu)選地設(shè)置有多組轉(zhuǎn)動輥，包括兩組夾緊輥2，兩組支撐墊輥3、兩組支承棍4，所述多組轉(zhuǎn)動輥可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述攪拌摩擦焊接裝置上。用于支撐鋁及鋁合金卷材8，對齊管坯的管縫。在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，所述攪拌摩擦焊接裝置包括兩壓輥9、10，設(shè)置在所述焊接件的左右兩側(cè)。其中先接觸待焊接件的壓輥為實心輥9，其作用是使鋁及鋁合金板待焊接邊變形并且堆高。后接觸待焊接件的壓輥為帶凹槽的輥10，其作用是使已變形及堆高的待焊接邊通過凹輥整形后的形狀與尺寸的精確。所述攪拌摩擦焊接裝置還包括毛刺清理裝置，如刮板5，以及拋光裝置，如打磨輥6。毛刺清埋裝置和拋光裝置用于進(jìn)行去毛刺處理及拋光處理。攪拌摩擦焊接裝置還包括工控機(jī)、顯示裝置和攝像頭7，采用視頻及工控機(jī)來實現(xiàn)焊接過程的精確控制，以及焊接參數(shù)的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄?？梢噪S時調(diào)整及優(yōu)化焊接參數(shù)?？蓪崿F(xiàn)不同牌號鋁合金焊接參數(shù)的配方化調(diào)用。依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接裝置采用一組或若干組壓輥對鋁及鋁合金帶卷材的兩外側(cè)待焊接區(qū)域進(jìn)行輥壓處理，促使其變形堆高。根據(jù)各種鋁及鋁合金對焊縫堆高的不同要求選擇不同的堆高參數(shù)。采用接觸焊接件的表面為弧形支撐扇面的雙軸肩攪拌頭對經(jīng)螺旋卷曲成型的鋁及鋁合金管坯的已堆高接縫處進(jìn)行攪拌摩擦焊接。滿足了焊接后的焊縫高度比基體板材增高的要求，提高了焊縫區(qū)域的強(qiáng)度。依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接裝置先以攪拌頭對已卷成螺旋管狀的鋁及鋁合金管坯堆高后的接縫處進(jìn)行攪拌摩擦焊接。待焊好部分旋轉(zhuǎn)到刮板工具及打磨工具處時，由內(nèi)側(cè)及外側(cè)的刮板及打磨輥對其進(jìn)行去毛刺處理及拋光處理。依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接裝置采用攝像頭及工控機(jī)來實現(xiàn)焊接過程的精確控制，以及焊接參數(shù)的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄。采用依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接裝置實現(xiàn)了增加鋁及鋁合金螺旋焊管焊縫區(qū)域的高度及提高焊縫強(qiáng)度的目的。本發(fā)明具有如下優(yōu)點:卷制鋁及鋁合金螺旋管時同步進(jìn)行待焊接部分的堆高及攪拌摩擦的焊接作業(yè)，工效大幅提高；焊接時，刮板工具及打磨工具同時進(jìn)行去毛刺處理及拋光處理，極大提高了生產(chǎn)效率；由于采用的是攪拌摩擦焊，焊縫區(qū)的成分與母材完全一樣，降低了焊縫局部腐蝕的傾向；焊縫組織為鍛造組織且晶粒得到了細(xì)化，其力學(xué)性能優(yōu)良特別是抗疲勞性能。還可以提高可熱處理強(qiáng)化鋁合金的接頭強(qiáng)度；焊縫沒有夾渣、氣孔、裂紋。焊縫質(zhì)量比傳統(tǒng)焊接方式高；焊接過程不需要填充焊絲和惰性氣體保護(hù)；焊前不需要開坡口，大幅節(jié)約了成本；易于實現(xiàn)機(jī)械化、自動化。可以實現(xiàn)焊接過程的精確控制，以及焊接參數(shù) 的數(shù)字化輸入、控制和紀(jì)錄；與熔焊方法相比，攪拌摩擦焊過程沒有熔渣飛濺、煙塵、以及弧光的紅外線或紫外線等有害輻射對人體的危害等。盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的實施例。
權(quán)利要求
1.一種攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述攪拌摩擦焊接裝置主要包括: 高速電機(jī)； 攪拌頭，其連接至所述高速電機(jī)的輸出軸上，包括攪拌針和兩個軸肩，兩個軸肩接觸焊接件的表面為弧形支撐扇面。
2.如權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述攪拌摩擦焊接裝置包括至少一對壓輥，設(shè)置在所述待焊接件的左右兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述攪拌摩擦焊接裝置包括兩對壓輥，分別設(shè)置在所述焊接件的前后兩側(cè)，其中先接觸焊接件的壓輥為實心輥，后接觸待焊接件的壓輥為帶凹槽的輥。
4.如權(quán)利要求1-3中任一所述的攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述攪拌摩擦焊接裝置包括至少兩組轉(zhuǎn)動輥，至少一組為夾緊輥，以及至少一組為支撐輥，所述轉(zhuǎn)動輥，可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述攪拌摩擦焊接裝置上。
5.如權(quán)利要求1-3中任一所述的攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述攪拌摩擦焊接裝置還包括毛刺清理裝置和拋光裝置。
6.如權(quán)利要求1-3中任一所述的攪拌摩擦焊接裝置，其特征在于，所述攪拌摩擦焊接裝置還包括工控機(jī)、顯示裝置和 攝像頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種攪拌摩擦焊接裝置。所述攪拌摩擦焊接裝置主要包括:高速電機(jī);攪拌頭，其連接至所述高速電機(jī)的輸出軸上，包括攪拌針和兩個軸肩，兩個軸肩接觸焊接件的表面為弧形支撐扇面。依照本發(fā)明的攪拌摩擦焊接裝置可以增加焊縫高度、提高焊縫強(qiáng)度。
文檔編號B23K20/26GK103223554SQ20131016231
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者姚雪飛 申請人:姚雪飛