一种长焊缝搅拌摩擦焊设备及搅拌摩擦焊接方法.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CN109570737A(43)申请公布日2019.04.05(21)申请号201910039453.8(22)申请日2019.01.16(71)申请人苏州市哈工万洲自动化有限公司地址215300江苏省苏州市昆山开发区中小企业园风琴路108号6号(72)发明人树西吕宗亮刘鑫万龙黄体方马国栋(74)专利代理机构北京君恒知识产权代理事务所(普通合伙)11466代理人张强(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种长焊缝搅拌摩擦焊设备及搅拌摩擦焊接方法(57)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、滚轮支架和主轴，所述滚轮转动配合连接在所述滚轮支架上；所述滚轮支架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头进行旋转，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。本发明突破工作台面的限制，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。CN109570737ACN109570737A权利要求书1/1页1.一种长焊缝搅拌摩擦焊设备，包括滚轮(1)、底座(2)、滚轮支架(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轮支架(3)上；所述滚轮支架(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)可相对所述底座(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：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轴方向负向向下运动，通过主轴(5)控制搅拌头接触并通过主轴(5)带动搅拌头进行旋转，通过搅拌头对工件进行搅拌摩擦焊接；S3、搅拌摩擦焊接时，通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。2CN109570737A说明书1/3页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[0001]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[0002]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、裂纹等缺陷。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。即使采用双轴肩焊接，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。[0003]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，比如高铁壁板等，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[0004]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，突破工作台面的限制，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。[0005]本发明的目的通过以下技术方案来实现：[0006]一种长焊缝搅拌摩擦焊设备，包括滚轮、底座、滚轮支架和主轴，所述滚轮转动配合连接在所述