焊接不锈钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法.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CN106825910A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201710195206.8(22)申请日2017.03.29(71)申请人沧州天瑞星光热技术有限公司地址061000河北省沧州市高新技术产业开发区吉林大道东侧29号(72)发明人王静杨兴张磊曹明刚孙亚楠杨元林范兵(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)B23K20/26(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称焊接不锈钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法(57)摘要本发明公开了一种焊接不锈钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法。该搅拌摩擦焊接装置包括工作台、轴肩、搅拌针、用于固定搅拌针的第一固定装置、连接框架、丝杠升降机、轴、齿轮、驱动装置和齿轮轨道，所述工作台设置在两个齿轮轨道中间位置，轴肩设置在工作台上方，搅拌针穿过轴肩中心位置设置在第一固定装置上，第一固定装置设置在连接框架上，连接框架上方设有丝杠升降机，丝杠升降机设置在轴的中心位置，轴的两端对称设置在齿轮中心位置处，齿轮上设有驱动装置，齿轮设置在齿轮轨道上。该搅拌摩擦焊接装置的搅拌针就能一直垂直于钢管的环形切面，这样的设置可以避免在焊接过程中搅拌针的过度磨损，减少由热影响区产生的冶金学改变。CN106825910ACN106825910A权利要求书1/2页1.一种焊接不锈钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，包括用于支撑和固定钢管的工作台、轴肩、搅拌针、用于固定搅拌针的第一固定装置、连接框架、丝杠升降机、轴、齿轮、驱动装置和齿轮轨道，所述工作台设置在两个齿轮轨道中间位置，轴肩设置在工作台上方，搅拌针穿过轴肩中心位置设置在第一固定装置上，第一固定装置设置在连接框架上，连接框架上方设有丝杠升降机，丝杠升降机设置在轴的中心位置，轴的两端对称设置在齿轮中心位置处，齿轮上设有驱动装置，齿轮设置在齿轮轨道上，齿轮轨道为圆形轨道。2.根据权利要求1所述的焊接不锈钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述工作台包括对称设置的两个主体和两个支撑装置，所述支撑装置包括支座和胀紧装置，所述支座设置在主体上，所述胀紧装置包括第一垫块和第一气缸，第一垫块设置在支座上，第一气缸设置在主体上，第一垫块与第一气缸相连接。3.根据权利要求2所述的焊接不锈钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述工作台还包括对称设置的两个第二固定装置，所述第二固定装置包括半圆形锯齿环、第二气缸和第二垫块，半圆形锯齿环一端铰接在工作台主体上，半圆形锯齿环另一端卡接在工作台主体上，第二气缸设置在半圆形锯齿环上，第二垫块设置在半圆形锯齿环内部，第二垫块与第二气缸相连接。4.根据权利要求1至3任何一项所述的焊接不锈钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述轴肩的底部为平面状。5.根据权利要求1至3任何一项所述的焊接不锈钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述第一固定装置通过第一弹性滑块与连接框架弹性连接。6.根据权利要求1至3任何一项所述的焊接不休钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述第一固定装置包括固定主体、第三气缸和一组半圆形卡环，所述固定主体设置在连接框架上，固定主体上设有凹槽，凹槽两侧设有一组半圆形卡环，所述轴肩设置在凹槽内，卡环用于将搅拌针通过轴肩固定在第一固定装置上，第三气缸设置在固定主体上，第三气缸与卡环相连接。7.根据权利要求1至3任何一项所述的焊接不休钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述连接框架两侧对称的设有支撑杆，支撑杆通过第二弹性滑块与连接框架弹性连接，支撑杆底端设有两个滚轮，两个滚轮之间设有间隙，滚轮可以绕钢管滚动。8.根据权利要求1至3任何一项所述的焊接不休钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述连接框架正面设有用于找准焊缝的红外对准装置。9.运用根据权利要求1至3任何一项所述的焊接不休钢管环形焊缝的搅拌摩擦焊接装置的焊接方法，其特征在于，焊接步骤如下：（1）先将搅拌针安装在轴肩上，再将轴肩安装在第一固定装置上，启动第三气缸，第三气缸驱动半圆形卡环卡紧轴肩；（2）在焊接前先将待焊不锈钢管安装在工作台上，具体的为先将第二固定装置的半圆形锯齿环从卡接位置处打开，将待焊不锈钢管置于工作台的支撑装置上，通过红外对准装置找准焊缝，根据焊缝位置来调节钢管位置使焊缝位于搅拌针的正下方，闭合第二固定装置的半圆形锯齿环并卡接住，启动第二气缸，第二气缸驱动第二垫块将钢管向下压，启动第一气缸，第一气缸驱动第一垫块将钢管向上顶，这样钢管焊缝两端就都通过工作台固定住；（3）启动驱动装置，搅拌针进入焊缝，齿轮开始绕齿轮轨道运动，从而带动齿轮间的轴2CN106825910A权