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一种长焊缝搅拌摩擦焊设备及搅拌摩擦焊接方法.pdf

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一种 焊缝 搅拌 摩擦 设备 焊接 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910039453

申请日:

20190116

公开号:

CN109570737A

公开日:

20190405

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: B23K20/12 主分类号: B23K20/12
申请人: 苏州市哈工万洲自动化有限公司
发明人: 树西;吕宗亮;刘鑫;万龙;黄体方;马国栋
地址: 215300 江苏省苏州市昆山开发区中小企业园风琴路108号6号
优先权:
专利代理机构: 11466 代理人: 张强
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910039453

授权公告号:

法律状态公告日:

20190405

法律状态类型:

公开

摘要

本发明涉及摩擦焊接领域,特别是涉及一种长焊缝搅拌摩擦焊设备及搅拌摩擦焊接方法,包括滚轮、底座、滚?#31181;?#26550;和主轴,所述滚轮转动配合连接在所述滚?#31181;?#26550;上;所述滚?#31181;?#26550;的下端固定连接在所述底座上;所述主轴垂直安装在所述底座上;所述主轴的下端固定连接有搅拌头;所述主轴可以通过丝杠导轨等常规机构配合安装在底座上,用于保证主轴相对底座沿Z轴方向和Y轴方向运动,主轴可通过联轴器连接电机,电机通过主轴带动搅拌?#26041;?#34892;旋转,搅拌头旋转并按照程序设定的路径进行行走,完成焊接过程。本发明?#40644;?#24037;作台面的限制,可以对总长度大于本发明的工件的长焊缝进行搅拌摩擦焊接,设备制造简单,成本较低,焊接效率较高。

权利要求书

1.一种长焊缝搅拌摩擦焊设备,包括滚轮(1)、底座(2)、滚?#31181;?#26550;(3)和主轴(5),其特征在于:所述滚轮(1)转动配合连接在所述滚?#31181;?#26550;(3)上;所述滚?#31181;?#26550;(3)的下端固定连接在所述底座(2)上;所述主轴(5)垂直安装在所述底座(2)上;所述主轴(5)的下端固定连接有搅拌头。 2.根据权利要求1所述的一种长焊缝搅拌摩擦焊设备,其特征在于:所述主轴(5)?#19978;?#23545;所述底座(2)进行Z轴方向运动和Y轴方向运动。 3.根据权利要求2所述的一种长焊缝搅拌摩擦焊设备,其特征在于:所述搅拌头与所述底座(2)垂直设置,所述底座(2)与放置在滚轮(1)上的工件(4)平行设置。 4.根据权利要求3所述的一种长焊缝搅拌摩擦焊设备,其特征在于:所述滚轮(1)的重心位于主轴(5)的轴线上。 5.根据权利要求4所述的一种长焊缝搅拌摩擦焊设备,其特征在于:所述滚轮(1)的材质为钢。 6.采用权利要求5所述的一种长焊缝搅拌摩擦焊设备进行搅拌摩擦焊接的方法,其特征在于?#28938;?#26041;法包括以下步骤, S1、通过机械手夹具将待焊接的工件(4)放置在滚轮(1)上,保证工件(4)与滚轮(1)紧密接触,并使工件(4)与搅拌头保持垂直状态; S2、控制主轴(5)沿Z轴方向?#21512;?#21521;下运动,通过主轴(5)控制搅拌头接触并通过主轴(5)带动搅拌?#26041;?#34892;旋转,通过搅拌头对工件进行搅拌摩擦焊接; S3、搅拌摩擦焊接?#20445;?#36890;过机械手夹具控制工件(4)沿X轴方向进行运动,滚轮(1)在与工件(4)的摩擦力的作用下进行被动滚动; S4、根据需要焊接的焊缝的二维曲线对主轴(5)进行Y方向运动的轨迹进行预先设定,通过主轴(5)进行Y方向的运动与工件(4)进行X轴方向的运动相配合,实现对焊缝的焊接。

说明书


一种长焊缝搅拌摩擦焊设备及搅拌摩擦焊接方法
技术领域


本发明涉及摩擦焊接领域,特别是涉及一种长焊缝搅拌摩擦焊设备及搅拌摩擦焊
接方法。


背景技术


搅拌摩擦焊技术是一种比较新的焊接方法,发明于1991年,已经被广泛应用于有
色金属及其合金连接。搅拌摩擦焊因其焊接过程中材料不熔化而具有焊缝质量高,无熔焊
产生的气孔、裂纹?#28909;?#38519;。由于搅拌摩擦焊是一种机械式的连接,焊接过程中搅拌头与工件
之间会存在较大的轴向力,常规单轴肩搅拌摩擦焊工件底部须有工作台支撑,否则无法实
现有效的焊接,这就要求工件尺寸须小于工作台尺寸。即?#20849;?#29992;双轴肩焊接,避免了工件底
部须刚性支撑的问题,其焊缝长度仍受设备限制。


目前机器人刚性不够,只能焊接厚度较小的零件,对于大厚度单面焊接,只能使用
龙门设备。而利用龙门设备焊接长直焊缝需要利用更大的设备来保证焊缝完全位于工作台
面内,目前龙门式搅拌摩擦焊设备能够焊接工件的尺寸受工作台面尺寸的限制,焊缝尺寸
不能大于工作台面尺寸,如果零件长度方向焊缝较长,?#28909;?#39640;铁壁板等,这就需要很大的工
作台面实现长焊缝的焊接,设备成本较大。


发明内容


本发明的目的是提供一种长焊缝搅拌摩擦焊设备及搅拌摩擦焊接方法,?#40644;?#24037;作
台面的限制,可以对总长度大于本发明的工件的长焊缝进行搅拌摩擦焊接,设备制造简单,
成本较低,焊接效率较高。


本发明的目的通过以下技术方案来实现:


一种长焊缝搅拌摩擦焊设备,包括滚轮、底座、滚?#31181;?#26550;和主轴,所述滚轮转动配
合连接在所述滚?#31181;?#26550;上;所述滚?#31181;?#26550;的下端固定连接在所述底座上;所述主轴垂直安
装在所述底座上;所述主轴的下端固定连接有搅拌头。所述主轴可以通过丝杠导轨等常规
机构配合安装在底座上,用于保证主轴相对底座沿Z轴方向和Y轴方向运动,主轴可通过联
轴器连接电机,电机通过主轴带动搅拌?#26041;?#34892;旋转,搅拌头旋转并按照程序设定的路径进
行行走,完成焊接过程。


所述主轴?#19978;?#23545;底座进行Z轴方向运动和Y轴方向运动。


所述搅拌头与所述底座垂直设置,所述底座与放置在滚轮上的工件平行设置。


所述滚轮的重心位于主轴的轴线上。


所述滚轮的材质为钢。


采用所述的一种长焊缝搅拌摩擦焊设备进行搅拌摩擦焊接的方法,该方法包括以
下步骤,


S1、通过机械手夹具将待焊接的工件放置在滚轮上,保证工件与滚?#32440;?#23494;接触,并
使工件与搅拌头保持垂直状态;


S2、控制主轴沿Z轴方向?#21512;?#21521;下运动,通过主轴控制搅拌头接触并通过主轴带动
搅拌?#26041;?#34892;旋转,通过搅拌头对工件进行搅拌摩擦焊接;


S3、搅拌摩擦焊接?#20445;?#36890;过机械手夹具控制工件沿X轴方向进行运动,滚轮在与工
件的摩擦力的作用下进行被动滚动;


S4、根据需要焊接的焊缝的二维曲线对主轴进行Y方向运动的轨迹进行预先设定,
通过主轴进行Y方向的运动与工件进行X轴方向的运动相配合,实现对焊缝的焊接。


本发明的有益效果为:本发明的一种长焊缝搅拌摩擦焊设备,?#40644;?#24037;作台面的限
制,可以对总长度大于本发明的工件的长焊缝进行搅拌摩擦焊接,设备制造简单,成本较
低,焊接效率较高。


与现有技术相比,本发明的优点在于:


1、利用滚轮替换工作台面,?#40644;?#24037;作台面的限制,可实现对无限长度的长直焊缝
的焊接;


2、设备制造简单,节省成本;


3、滚轮可以进行拆卸,可以根据?#23548;?#28938;接工件的尺寸进行更换。


附图说明


图1是本发明的整体结构示意图。


图中:滚轮1;底座2;滚?#31181;?#26550;3;工件4;主轴5。


具体实施方式


下面结合附图1对本发明作进一?#36739;?#32454;说明。


具体实施方式一:


如图1所示,一种长焊缝搅拌摩擦焊设备,包括滚轮1、底座2、滚?#31181;?#26550;3和主轴5,
所述滚轮1转动配合连接在所述滚?#31181;?#26550;3上;所述滚?#31181;?#26550;3的下端固定连接在所述底座2
上;所述主轴5垂直安装在所述底座2上;所述主轴5的下端固定连接有搅拌头。采用所述的
一种长焊缝搅拌摩擦焊设备进行搅拌摩擦焊接?#20445;?#36890;过机械手夹具将待焊接的工件4放置
在滚轮1上,保证工件4与滚轮1紧密接触,并使工件4与搅拌头保持垂直状态;控制主轴5沿Z
轴方向?#21512;?#21521;下运动,通过主轴5控制搅拌头接触并通过主轴5带动搅拌?#26041;?#34892;旋转,通过
搅拌头对工件进行搅拌摩擦焊接;搅拌摩擦焊接?#20445;?#36890;过机械手夹具控制工件4沿X轴方向
进行运动,滚轮1在与工件4的摩擦力的作用下进行被动滚动;根据需要焊接的焊缝的二维
曲线对主轴5进行Y方向运动的轨迹进行预先设定,通过主轴5进行Y方向的运动与工件4进
行X轴方向的运动相配合,实现对焊缝的焊接;本发明利用滚轮1替换工作台面,?#40644;?#24037;作台
面的限制,可实现对无限长度的长直焊缝的焊接;本发明的设备制造简单,节省成本;滚轮1
可以进行拆卸,可以根据?#23548;?#28938;接工件的尺寸进行更换;机械手夹具也可用轨道小车代替,
只要能实现工件沿X轴的运动即可,短距离适合机械手(2m内),距离较长(3m以上)?#20445;?#36866;合
轨道小车。


具体实施方式二:


如图1所示,所述主轴5?#19978;?#23545;底座2进行Z轴方向运动和Y轴方向运动。


具体实施方式三:


如图1所示,所述搅拌头与所述底座2垂直设置,所述底座2与放置在滚轮1上的工
件4平行设置。


具体实施方式四:


如图1所示,所述滚轮1的重心位于主轴5的轴线上。


具体实施方式五:


如图1所示,所述滚轮1的材质为钢。


具体实施方?#25605;?br>

如图1所示,采用所述的一种长焊缝搅拌摩擦焊设备进行搅拌摩擦焊接的方法,该
方法包括以下步骤,


S1、通过机械手夹具将待焊接的工件4放置在滚轮1上,保证工件4与滚轮1紧密接
触,并使工件4与搅拌头保持垂直状态;


S2、控制主轴5沿Z轴方向?#21512;?#21521;下运动,通过主轴5控制搅拌头接触并通过主轴5
带动搅拌?#26041;?#34892;旋转,通过搅拌头对工件进行搅拌摩擦焊接;


S3、搅拌摩擦焊接?#20445;?#36890;过机械手夹具控制工件4沿X轴方向进行运动,滚轮1在与
工件4的摩擦力的作用下进行被动滚动;


S4、根据需要焊接的焊缝的二维曲线对主轴5进行Y方向运动的轨迹进行预先设
定,通过主轴5进行Y方向的运动与工件4进行X轴方向的运动相配合,实现对焊缝的焊接。


本发明的工作原理为:采用所述的一种长焊缝搅拌摩擦焊设备进行搅拌摩擦焊接
?#20445;?#36890;过机械手夹具将待焊接的工件4放置在滚轮1上,保证工件4与滚轮1紧密接触,并使工
件4与搅拌头保持垂直状态;控制主轴5沿Z轴方向?#21512;?#21521;下运动,通过主轴5控制搅拌头接
触并通过主轴5带动搅拌?#26041;?#34892;旋转,通过搅拌头对工件进行搅拌摩擦焊接;搅拌摩擦焊接
?#20445;?#36890;过机械手夹具控制工件4沿X轴方向进行运动,滚轮1在与工件4的摩擦力的作用下进
行被动滚动;根据需要焊接的焊缝的二维曲线对主轴5进行Y方向运动的轨迹进行预先设
定,通过主轴5进行Y方向的运动与工件4进行X轴方向的运动相配合,实现对焊缝的焊接;本
发明利用滚轮1替换工作台面,?#40644;?#24037;作台面的限制,可实现对无限长度的长直焊缝的焊
接;本发明的设备制造简单,节省成本;滚轮1可以进行拆卸,可以根据?#23548;?#28938;接工件的尺寸
进行更换。


?#27604;唬?#19978;述说明并非对本发明的限制,本发明也不仅限于上述举例,本技术领域的
普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也属于本发明的保
护范围。


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