一种用于密闭箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109623129A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201811498219.3(22)申请日2018.12.07(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人周琦孙宏宇时孝东孙智鸣王克鸿周明马新蕊(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人邹伟红(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)B23K20/24(2006.01)B23K20/26(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种用于密闭箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺(57)摘要本发明涉及箱体结构的搅拌摩擦焊焊接领域，具体为一种用于密闭箱体结构的搅拌摩擦焊内支撑装置及其焊接工艺。本发明通过焊前在密封箱体端部位置预置可拆装式内支撑装置用于支撑焊接位置，加装箱体端面与支撑位置形成搭接接头作为施焊位置，采用搅拌摩擦焊方式施焊搭接位置，对箱体端面进行密封。施焊结束后控制内支撑装置的组合支撑关节，使支撑关节分离不再具备支撑作用，此时内支撑装置分离成单个组件，组件端面尺寸小于密封箱体的外界连通孔，通过外提拉索逐次将内支撑装置的组件从通孔中取出，最终实现密封箱体结构的端面封焊过程。本发明结构简单，成本低，操作方便，可适用于密封箱体的端面封焊。CN109623129ACN109623129A权利要求书1/1页1.一种用于密闭箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，通过在密封箱体内部的端面位置预置内支撑装置，对箱体在法向上做固定约束，箱体密封端面与固定位置实现搭接形式结构，采用搅拌摩擦焊施焊搭接位置，焊接完毕后转动连接关节实现装置自动分离，最后取出支撑装置组件：所述的内支撑装置包括竖直支撑大臂(2)、紧固螺栓(3)、大小臂连接关节(5)、锁紧机构(7)、竖直支撑小臂(8)、水平支撑大臂(9)、水平支撑小臂(10)、外提拉索(12)；水平和竖直方向的支撑臂由水平支撑大臂(9)和水平支撑小臂(10)组成，支撑大臂由大小臂连接关节进行连接，焊接完成后通过外提拉锁(12)将各位置组件经由箱体通孔(11)取出。2.根据权利要求1所述的密闭箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，具体工作步骤如下：(1)内支撑装配：通过连接关节(5)连接竖直支撑臂的大臂(2)和小臂(8)，通过连杆锁紧机构(7)将支撑臂固定，组合成内支撑装置；(2)密封箱体端部装夹：将内支撑装置置于密封箱体端部位置，保证内支撑装置与密封箱体的紧密贴合，装备密封箱体端盖使其与箱体端部形成搭接形式接头，外部通过夹具固定搭接接头，确保焊接过程中接头的稳定性；(3)焊接过程：采用搅拌摩擦焊对密封箱体的搭接接头进行施焊，对箱体四周进行封焊，实现箱体四周密封；(4)拆除内支撑装置：焊接完成通过外提拉索(12)搬动连杆的锁紧机构，使关节失去的两侧连接臂的支撑作用，从而使支撑臂自动分离形成小尺寸组件，通过连接在各组件上的外提拉索(12)将各组件从箱体通孔中取出。3.如权利要求2所述的用于密封箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，所述箱体的壁厚在2～5mm之间，箱体长边长度在7mm以内。4.如权利要求2所述的用于密封箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，内支撑装置的连接关节具有长度方向可调节功能，保证大支撑臂与小支撑臂之间的紧密配合。5.如权利要求2所述的用于密封箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，焊接使用搅拌头为锥台形正旋螺纹搅拌头，搅拌针长度大于板厚，根据不同箱体的壁厚特征，搅拌长度为箱体壁厚的110％～130％之间。6.如权利要求5所述的用于密封箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，搅拌头转速在900～1100r/min之间，焊接速度在90～200mm/min之间。7.如权利要求6所述的用于密封箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，搅拌头轴肩与搭接接头上板边缘的距离在2.5～4mm之间。8.如权利要求2所述的用于密封箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺，其特征在于，焊接过程中前进侧方向位于搭接接头上部板材的边缘侧。2CN109623129A说明书1/5页一种用于密闭箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺技术领域[0001]本发明涉及箱体结构的搅拌摩擦焊焊接领域，具体为一种用于密闭箱体结构的搅拌摩擦焊的焊接工艺。背景技术[0002]搅拌摩擦焊过程中通过摩擦作用将机械能转化为热能作为焊接热源，因此焊接过程中工件会承受较大的机械力的作用，为保证焊接过程中的顺利进行，需要对工件进行刚性固定，同时为防止工件向下凹陷，需在工件背部加装衬垫。相对于其他弧焊工艺来说，搅拌摩擦焊对工件的装夹要求更高。基于搅拌摩擦焊的特殊性，目前搅拌摩擦焊主要用于结构相对简