一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接装置及方法.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CN112475587A(43)申请公布日2021.03.12(21)申请号202011256684.3(22)申请日2020.11.11(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人刘会杰杜帅帅李东芮高一嵩姜明昊(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213代理人高志光(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)B23K20/26(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接装置及方法(57)摘要本发明涉及一种搅拌摩擦焊接装置及方法，具体涉及一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接装置及方法，为了解决现有搅拌摩擦焊接装置难以对焊缝下面进行保护，导致焊缝下面在成形和冷却过程中与空气组分发生反应造成接头性能降低的问题，本发明通过设计开有凹槽及通孔的支撑底座和尺寸较小的取代传统背部垫板的支撑凸台，使保护气能够直接作用于焊缝背部，解决了钛及钛合金等高温金属搅拌摩擦焊接过程中焊缝背部缺乏保护以及背部保护难以施加的问题，同时支撑凸台后方的焊缝背部悬空，可减少热量散失，提高焊缝对称性，还可使用针长大于待焊工件厚度的搅拌头搭配上方开有盲孔的支撑凸台，实现穿透焊接，获得保护良好的优质高强接头。CN112475587ACN112475587A权利要求书1/2页1.一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：它包括焊机、焊接工作台(6)、支撑凸台(1)、支撑底座(2)、移动支撑台；所述支撑底座(2)和移动支撑台设置在焊接工作台(6)上，焊机设置在支撑底座(2)的上方，所述焊机焊头位置处设有搅拌头(7)，搅拌头(4)外部设有上气气罩(9)；所述支撑底座(2)上方中部开有横截面为矩形的凹槽；支撑凸台(1)设置在凹槽的中部，支撑底座(2)的左侧壁和右侧壁高度相等；支撑底座(2)的左侧壁旁边设置一个移动支撑台；支撑底座(2)的右侧壁旁边设置另一个移动支撑台；支撑底座(2)的前侧壁处开有通孔。2.根据权利要求1所述的一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述支撑底座(2)凹槽前侧壁和后侧壁高度相等，前侧壁高度高于左侧壁，且前侧壁上的通孔为两个。3.根据权利要求2所述的一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述支撑底座(2)的凹槽中心开有圆形盲孔一，盲孔一的轴线垂直于支撑底座(2)下表面；所述支撑凸台(1)包括支撑段和装配端，所述支撑段和装配段的横截面均为圆形，支撑段的横截面直径大于装配段的横截面直径，装配段的横截面直径小于支撑底座(2)凹槽中心的盲孔一的直径，装配段长度小于支撑底座(2)凹槽中心盲孔一的深度；装配段插入设置在盲孔一中。4.根据权利要求3所述的一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：支撑凸台(1)的装配段的上方中心开有圆形盲孔二。5.根据权利要求4所述的一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述移动支撑台包括装夹盖板(3)、滑动底座(4)和直线导轨(5)；所述直线导轨(5)沿焊接方向设置在支撑底座(2)的一侧，滑动底座(4)设置在直线导轨(5)的上方，且与直线导轨(5)滑动连接，装夹盖板(3)的一端设置在滑动底座(4)的上方，装夹盖板(3)的另一侧搭在相邻的滑动底座(4)的侧板上。6.根据权利要求5所述的一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述装夹盖板(3)的上端面比支撑底座(2)的前侧壁高1‑5mm，所述装夹盖板(3)的下端面比支撑底座(2)的左侧壁高1‑5mm。7.一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：使用任意权利要求1‑6所述的一种焊缝双面施加氩气保护的搅拌摩擦焊接装置进行焊接，具体包括以下步骤：步骤一：将支撑底座(2)安装在焊接工作台(6)上；根据支撑底座(2)中部盲孔一的轴线和焊接方向确定一个平面，将支撑底座(2)以该平面为基准对称的安装在焊接工作台(6)上，支撑底座(2)的卡设有通孔的前侧壁沿焊接方向放置在焊接方向的停止端；步骤二：将两个移动支撑台对称的安装在支撑底座(2)两侧；将两个直线导轨(5)放置于支撑底座(2)的外侧，并放置在焊接工作台(6)上，每个直线导轨(5)均使其长度方向沿焊接方向设置；将每个滑动底座(4)安装在一个直线导轨(5)上，调整直线导轨(5)至滑动底座(4)的滑动轨迹与焊接方向平行，将直线导轨(5)在焊接工作台(6)上进行固定；将装夹盖板(3)沿焊接方向对称固定在滑动底座(4)上；2CN112475587A权利要求书2/2页步骤三：选取支撑凸台(1)并安装；将焊接机的搅拌头(7)的