式工装3、4、5、7和引出块6高出Imm的部分从所述工艺环箍的中间通孔伸出，所述侧面拘束用工艺环箍8的上表面的与所述薄壁壳体2和薄壁盖板I的上表面保持水平，所述侧面拘束用工艺环箍8采用的材料与所述薄壁壳体2和薄壁盖板I的材料相同；具体的，薄壁壳体2和薄壁盖板I的装配高度比分体式工装高出1_，将厚度为Imm的侧面拘束用工艺环箍8装配在薄壁壳体外侧,分体式工装上方，使侧面拘束用工艺环箍8上表面与薄壁壳体和薄壁盖板保持水平，对薄壁壳体起到侧面约束作用；
放置于所述侧面拘束用工艺环箍8、薄壁壳体2和薄壁盖板I的上表面上的环向压紧板9，设置于所述工装底座上的压紧块10、12、17、19和侧向紧固螺栓13、14、15、16、18，所述压紧块10、12、17、19用于对所述环向压紧板9施加垂直压紧力，所述侧向紧固螺栓13、14、15、16、I 8用于将所述四块分体式工装3、4、5、7和引出块6夹紧在所述工装底座11上，所述薄壁壳体2、薄壁盖板I和侧面拘束用工艺环箍8的待焊接部分从所述环向压紧板9的中间通孔中露出。具体的，然后将所述薄壁壳体2、薄壁盖板1、四块分体式工装3、4、5、7、引出块6、侧面拘束用工艺环箍8作为一个整体将其安装在工装底座11中，并使用侧向紧固螺栓13、14、15、16、18将其夹紧在工装底座11中，并以其点A为装卡和焊接轨迹编程基准点，以方便在焊接轨迹编程时使用。同时采用环向压紧板9以及压紧块10、12、17、19对侧面拘束用工艺环箍8及四块分体式工装3、4、5、7进行正向压紧，有效避免了工装及工件向上翘起。
[0020]优选的，所述微搅拌摩擦焊工具采用无倾角方式实现微搅拌摩擦焊。
[0021]优选的，所述微搅拌摩擦焊工具采用有倾角方式实现微搅拌摩擦焊。
[0022]优选的，所述压紧块的数量为四块。
[0023]优选的，在上述焊接装置中，所述侧向紧固螺栓的数量为5个。
[0024]详细的，如图8所示，薄壁壳体和薄壁盖板进行微搅拌摩擦焊封装时，主轴带动超小轴肩微搅拌摩擦焊工具20以超高速V旋转，在机械搅拌作用和热作用(摩擦热和塑性变形产热)的综合影响下，使焊缝区域金属达到塑性状态，同时搅拌工具沿焊接轨迹移动并进行顶锻，以实现薄壁壳体的角接焊接，有效增大了超薄盖板封装焊接时的连接面积。图9为焊接完成后焊缝位置示意图，如图9所示，侧面拘束用工艺环箍8与薄壁壳体2也有非常少的材料(厚度d约为0.1mm左右)进行了连接，这里侧面拘束用工艺环箍8与薄壁盖板I和薄壁壳体2采用同种材料。待焊接完成后将工件即薄壁盖板1、薄壁壳体2和侧面拘束用工艺环箍8从四块分体式工装3、4、5、7中取出，无需使用机加工方法，连接的材料非常薄，约为0.1mm左右，可将封装好的薄壁壳体2从工艺环箍上掰下来，从而完成了薄壁壳体角接焊接过程。
[0025]本发明的焊接装置结构简单，通过四块分体式工装、引出块、侧面拘束用工艺环箍、环向压紧板、压紧块和侧向紧固螺栓对薄壁壳体和薄壁盖板进行了紧密的装卡，对薄壁壳体、盖板、工艺环的侧面底面都能实现有效、紧密的装卡，易于控制；另外，通过锁底式焊接接头的形式达到了 T型接头的焊接效果，而且同时减少了焊后的薄板机加工工序，降低了制造难度，提高了制造效率，比原有T型接头的连接形式大大增加了连接界面的有效连接面积，操作简单、成本低，有效提高了焊接质量，更利于保证薄壁壳体盖板封装的密封性。
[0026]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0027]专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0028]显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种环向侧面自拘束的薄壁壳体角接焊接装置，其特征在于，包括: 工装底座； 放置于所述工装底座上的待焊接的薄壁壳体和薄壁盖板，所述薄壁盖板的形状和尺寸与所述薄壁壳体的开口面的形状和尺寸相同，所述薄壁壳体的侧壁和薄壁盖板上设置有互相匹配的锁底式焊接接头，所述薄壁盖板以所述锁底式焊接接头形式盖在所述薄壁壳体上，所述薄壁壳体和薄壁盖板采用同种材料； 放置于所述工装底座上并卡在薄壁壳体周围的四块分体式工装和引出块，以侧向包围和紧固所述薄壁壳体的侧壁，所述四块分体式工装和引出块的高度相同，所述引出块采用的材料与所述薄壁壳体和薄壁盖板的材料相同，所述引出块用于微搅拌摩擦焊起始时供微搅拌摩擦焊工具调整下压量及微搅拌摩擦焊终了时供微搅拌摩擦焊工具引出退出孔，所述薄壁壳体的装配高度比四块分体式工装和引出块高出Imm ； 放置于所述四块分体式工装和引出块上的厚度为Imm的侧面拘束用工艺环箍，所述薄壁壳体和薄壁盖板的装配高度比四块分体式工装和引出块高出Imm的部分从所述工艺环箍的中间通孔伸出，所述侧面拘束用工艺环箍的上表面与所述薄壁壳体和薄壁盖板的上表面保持水平，所述侧面拘束用工艺环箍采用的材料与所述薄壁壳体和薄壁盖板的材料相同； 放置于所述侧面拘束用工艺环箍、薄壁壳体和薄壁盖板的上表面上的环向压紧板，设置于所述工装底座上的压紧块和侧向紧固螺栓，所述压紧块用于对所述环向压紧板施加垂直压紧力，所述侧向紧固螺栓用于将所述四块分体式工装和引出块夹紧在所述工装底座上，所述薄壁壳体、薄壁盖板和侧面拘束用工艺环箍的待焊接部分从所述环向压紧板的中间通孔中露出。
2.根据权利要求1所述的环向侧面自拘束的薄壁壳体角接焊接装置，其特征在于:所述微搅拌摩擦焊工具采用无倾角方式实现微搅拌摩擦焊。
3.根据权利要求1所述的环向侧面自拘束的薄壁壳体角接焊接装置，其特征在于:所述微搅拌摩擦焊工具采用有倾角方式实现微搅拌摩擦焊。
4.如权利要求1所述的环向侧面自拘束的薄壁壳体角接焊接装置，其特征在于，所述压紧块的数量为四块。
5.如权利要求1所述的环向侧面自拘束的薄壁壳体角接焊接装置，其特征在于，所述侧向紧固螺栓的数量为5个。
【专利摘要】本发明提供了一种环向侧面自拘束的薄壁壳体角接焊接装置，本发明的焊接装置结构简单，通过四块分体式工装、引出块、侧面拘束用工艺环箍、环向压紧板、压紧块和侧向紧固螺栓对薄壁壳体和薄壁盖板进行了紧密的装卡，对薄壁壳体、盖板、工艺环的侧面底面都能实现有效、紧密的装卡，易于控制；另外，通过锁底式焊接接头的形式达到了T型接头的焊接效果，而且同时减少了焊后的薄板机加工工序，降低了制造难度，提高了制造效率，比原有T型接头的连接形式大大增加了连接界面的有效连接面积，操作简单、成本低，有效提高了焊接质量，更利于保证薄壁壳体盖板封装的密封性。
【IPC分类】B23K20-12, B23K37-04
【公开号】CN104690415
【申请号】CN201310663622
【发明人】赵慧慧, 封小松, 熊艳艳, 胡蓝, 郭立杰
【申请人】上海航天设备制造总厂
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月10日...