专利名称：：一种线性摩擦焊接设备的制作方法
技术领域：
：本发明属于焊接技术，涉及对线性摩擦焊接设备的改进。
背景技术：
：线性摩擦焊接的原理是一个试件高频往复振动，另一件在一定负载力作用下和振动试件接触，在接触界面上产生摩擦热，界面温度快速升高，界面金属软化并发生塑性流动，形成飞边被挤出；当界面金属被挤出到一定程度，振动试件快速停止振动，保持负载力一定时间，界面金属通过相互扩散与再结晶焊接在一起，从而完成整个焊接过程。目前的线性摩擦焊接设备原理框图参见图1。它包括控制台l、振动油缸组件2、振动立柱3、振动滑台4、振动端夹具5、振动端试件6、顶锻端试件7、顶锻端夹具8、顶锻滑台9、床身10和顶锻油缸组件11;振动油缸组件2、振动立柱3和顶锻油缸组件11都安装在床身10上，振动滑台4和振动立柱3通过导轨机构连接，振动端夹具5固定在振动滑台4上，振动端试件6夹持在振动端夹具5上；顶锻滑台9和床身10通过导轨机构连接，顶锻端夹具8固定在顶锻滑台9上，顶锻端试件7夹持在顶锻端夹具8上；振动油缸组件2的活塞杆与振动滑台4连接，顶锻油缸组件11的活塞杆与顶锻滑台9连接，控制台1控制振动油缸组件2和顶锻油缸组件11的工作状态。其工作原理是总控制系统1控制振动油缸2高频往复振动，从而带动振动滑台4、振动端夹具5、振动端试件6实现高频往复振动；控制台l控制顶锻油缸ll驱动顶锻滑台9和顶锻端夹具8以设定压力将顶锻端试件7的端面和振动端试件6的端面相接触，在接触界面上产生摩擦热，界面温度快速升高，界面金属软化并发生塑性流动，形成飞边被挤出；当界面金属被挤出到一定程度，控制台1控制振动油缸2停止振动，并控制顶锻油缸11保持压力一定时间，界面金属通过相互扩散与再结晶焊接在一起，从而完成整个焊接过程。这种线性摩擦焊接设备的缺点是第一、控制振动油缸组件2实现振动滑台4髙频振动的伺服闽难以解决。当前的焊接设备中，焊接所需的热3量全部从高频振动摩擦产生，常用频率范围10~125Hz;常用振幅范围1~20mm。为满足线性摩擦焊接中的高频高负载振动，需要伺服阀同时具有高频响、大流量的特点。对于伺服闽来说，频响和流量是一对矛盾的指标，高频响的伺服闽流量小，流量大的伺服阀频响低。既要频响高，又要流量大的伺服阀只能进口，价格极其昂贵，维修困难。第二、能耗大，效率低。振动加速度和频率的平方成正比，和振幅成正比，所以，髙频或高幅振动产生的加速度非常大，而驱动试件振动的振动机构质量很大，所以产生的惯性力很大。线性摩擦焊设备的功率高达几百千瓦，而焊接接头处消耗的功率仅占1/20~1/30,大部分功率用于克服振动部件产生的惯性力，导致效率低，焊接成本高。
发明内容本发明的目的是提出一种便于选择伺服阀、能耗小、效率髙、焊接成本低的线性摩擦焊接设备。本发明的技术方案是一种线性摩擦焊接设备，它包括控制台、振动油缸组件、振动立柱、振动滑台、振动端夹具、振动端试件、顶锻端试件、顶锻端夹具、顶锻滑台、床身和顶锻油缸组件；振动油缸组件、振动立柱和顶锻油缸组件都安装在床身上，振动滑台和振动立柱通过导轨机构连接，振动端夹具固定在振动滑台上，振动端试件夹持在振动端夹具上；顶锻滑台和床身通过导轨机构连接，顶锻端夹具固定在顶锻滑台上，顶锻端试件夹持在顶锻端夹具上；振动油缸组件的活塞杆与振动滑台连接，顶锻油缸组件的活塞杆与顶锻滑台连接，控制台控制振动油缸组件和顶锻油缸组件的工作状态；其特征在于，有一个由变压器和开关构成的辅助热源，变压器初级的一端与交流电源连接，变压器初级的另一端串联开关后与交流电源连接，开关的控制端与控制台的相应控制信号输出端连接；变压器次级的一端与振动端夹具连接，并通过振动端夹具与振动端试件实现电连接，变压器次级的另一端与顶锻端夹具连接，并通过顶锻端夹具与顶锻端试件实现电连接。本发明的优点是便于选择伺服阀，能耗小，效率高，焊接成本低。本发明相对常规线性摩擦焊设备，有明显的优点，下表是本发明的一个实施例与常规线性摩擦焊设备的主要性能对比。4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>从上表看出本发明相对常规线性摩擦焊设备，其最高工作频率从125Hz降低到50Hz，最大工作振幅从20m降低到10mm，将高频或高幅振动摩擦焊接改变为低频或低幅振动摩擦焊接，只需要选择中等频响和流量的伺服阀就能满足使用要求，解决了伺服阀难于选择的问题；另外，设备能耗降低明显，仅为常规线性摩擦焊设备装机功率的1/2~1/3,从而降低了设备成本，有利于线性摩擦焊技术的推广应用。图l是目前的一种线性摩擦焊接设备原理框图。图2是本发明的原理框图。具体实施例方式下面对本发明做进一步详细说明。参见图2,—种线性摩擦焊接设备,它包括控制台1、振动油缸组件2、振动立柱3、振动滑台4、振动端夹具5、振动端试件6、顶锻端试件7、顶锻端夹具8、顶锻滑台9、床身10和顶锻油缸组件11;振动油缸组件2、振动立柱3和顶锻油缸组件11都安装在床身10上，振动滑台4和振动立柱3通过导轨机构连接，振动端夹具5固定在振动滑台4上，振动端试件6夹持在振动端夹具5上；顶锻滑台9和床身IO通过导轨机构连接，顶锻端夹具8固定在顶锻滑台9上，顶锻端试件7夹持在顶锻端夹具8上；振动油缸组件2的活塞杆与振动滑台4连接，顶锻油缸组件11的活塞杆与顶锻滑台9连接，控制台1控制振动油缸组件2和顶锻油缸组件11的工作状态；其特征在于，有一个由变压器12和开关13构成的辅助热源，变压器12初级的一端与交流电源连接，变压器12初级的另一端串联开关13后与交流电源连接，开关13的控制端与控制台1的相应控制信号输出端连接；变压器12次级的一端与振动端夹具5连接，并通过振动端夹具5与振动端试件6实现电连接，变压器12次级的另一端与顶锻端夹具8连接，并通过顶锻端夹具8与顶锻端试件7实现电连接。本发明的工作原理是焊接试件时，试件两端加负载使其端面紧密接触。一端试件低频或低幅振动，同时控制台将变压器开关接通，变压器次级线圈产生低压大电流，通过试件接触端面产生电阻热。在电阻热和振动摩擦热的共同作用下，试件接触界面被加热，界面金属软化并发生塑性流动，形成飞边被挤出；当界面金属被挤出到一定程度，控制台将变压器开关断开，同时振动试件停止振动，并施加顶锻力保持一定时间，界面金属通过相互扩散与再结晶焊接在一起，从而完成整个焊接过程。本发明的一个实施例，变压器12次级电压为1036V可调。权利要求1、一种线性摩擦焊接设备，它包括控制台[1]、振动油缸组件[2]、振动立柱[3]、振动滑台[4]、振动端夹具[5]、振动端试件[6]、顶锻端试件[7]、顶锻端夹具[8]、顶锻滑台[9]、床身[10]和顶锻油缸组件[11]；振动油缸组件[2]、振动立柱[3]和顶锻油缸组件[11]都安装在床身[10]上，振动滑台[4]和振动立柱[3]通过导轨机构连接，振动端夹具[5]固定在振动滑台[4]上，振动端试件[6]夹持在振动端夹具[5]上；顶锻滑台[9]和床身[10]通过导轨机构连接，顶锻端夹具[8]固定在顶锻滑台[9]上，顶锻端试件[7]夹持在顶锻端夹具[8]上；振动油缸组件[2]的活塞杆与振动滑台[4]连接，顶锻油缸组件[11]的活塞杆与顶锻滑台[9]连接，控制台[1]控制振动油缸组件[2]和顶锻油缸组件[11]的工作状态；其特征在于，有一个由变压器[12]和开关[13]构成的辅助热源，变压器[12]初级的一端与交流电源连接，变压器[12]初级的另一端串联开关[13]后与交流电源连接，开关[13]的控制端与控制台[1]的相应控制信号输出端连接；变压器[12]次级的一端与振动端夹具[5]连接，并通过振动端夹具[5]与振动端试件[6]实现电连接，变压器[12]次级的另一端与顶锻端夹具[8]连接，并通过顶锻端夹具[8]与顶锻端试件[7]实现电连接。全文摘要本发明属于焊接技术，涉及对线性摩擦焊接设备的改进。它包括控制台[1]、振动油缸组件[2]、振动立柱[3]、振动滑台[4]、振动端夹具[5]、振动端试件[6]、顶锻端试件[7]、顶锻端夹具[8]、顶锻滑台[9]、床身[10]和顶锻油缸组件[11]；其特征在于，有一个由变压器[12]和开关[13]构成的辅助热源。本发明的优点是便于选择伺服阀，能耗小，效率高，焊接成本低。文档编号B23K20/26GK101559532SQ20091014712公开日2009年10月21日申请日期2009年6月4日优先权日2009年6月4日发明者周梦慰,孙成彬,张田仓,辉李申请人:中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所