一种水下摩擦叠焊局部干法小型排水装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于固相焊技术领域，更加具体地说，涉及一种新型的摩擦叠焊局部干法排水装置。
【背景技术】
[0002]摩擦叠焊是一种新型的固相连接方法。摩擦叠焊是有TWI的WMThomas，EDNicholas等人于1992年发明的。近十年来欧洲投入了大量的精力进行了相关的基础性研究。国内方面北京石油化工学院、天津大学等都对摩擦叠焊做了初步的研究。摩擦叠焊的单元孔焊接被称为Frict1n Hydro Pillar Processing(FHPP),其原理是利用可消耗的特性棒(可称之为塞棒)在一定的压力或者拉力条件下，通过驱动装置带动塞棒旋转，塞棒边旋转边下降，是塞棒与塞孔(待焊孔)接触、摩擦，形成塑化金属，然后塞棒停转、顶锻，完成焊接。作为一项固相的焊接技术和修复技术，摩擦焊具有许多优点，如环保、焊速快、可在恶劣环境中进行焊接等。
[0003]由于摩擦叠焊的特点，使得其在水下焊接以及恶劣环境下焊接具有很大的优势，所以摩擦叠焊的主要研究方向均是在水下，但是水的比热容较高，会导致淬硬组织的出现，不利于缝焊过程下一阶段的焊接，所以水下焊接局部干工艺法的研究就显得尤为重要。国内外对摩擦叠焊局部干法水下焊接的研究也尚处于起步阶段。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水下摩擦叠焊局部干法小型排水装置，为了解决摩擦叠焊水下焊接焊接质量较差，在水下营造空气环境下焊接的问题，从而设计的实验设备和实验流程，以达到得到更好的焊接接头质量，优化水下焊接工序，扩大工艺参数范围的目的。
[0005]本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现:
[0006]一种水下摩擦叠焊局部干法小型排水装置，包括排水罩，观测窗口，排水海绵层，进气孔，密封材料层，其中:
[0007]整个排水罩为圆柱形壳体，下端开口，并在竖直方向上对称铣有平面，以方便安装观测窗口 ；在排水罩上端面中心位置设置通孔，并在通孔中设置密封材料层；在通孔左右两侧对称设置进气孔，方便连接气管通气，来保证焊接过程中排水罩内的空气环境，达到密封要求。
[0008]观测窗口设置在排水罩竖直方向的所铣的平面上，安装有机玻璃以便保证好的排水效果并且利于外部观察排水效果。所述排水海绵层设置在排水罩的下端面，利用防水胶与排水罩连接，以保证连接的气密性，选择海绵层一是为了排出排水罩内的气体，二是预防水的大量回流。所述密封材料层为固体环形密封材料层，和塞棒之间紧密接触，在塞棒高速旋转的过程中，能保证气密性，且具有耐磨性，选择环形石墨作为密封材料层。
[0009]焊接过程中，先安装好塞棒，在排水罩中央固定好待焊工件，然后把上述的排水装置如附图1所示装配到位。调整好焊机高度，之后先通过进气孔向排水罩内通气，水平面下降，由于海绵层的存在，持续保持气体的流畅且通过吸水作用防止水的回流，待排水罩内水的液面低于待焊工件表面后，排水装置内才可以进行局部干法的焊接。启动摩擦叠焊焊机，塞棒和待焊工件接触，焊接过程开始，整个过程可以通过透明的观测窗口观察。
[0010]本方法的技术方案可以用于摩擦叠焊焊机设备对各种材料进行实验，焊接过程中焊接飞边形成以及焊接稳定性的观察，利用本发明的设备可实现摩擦叠焊焊机设备在水下任意位置的焊接。本发明针对摩擦叠焊水下局部干法的焊接实验所需。该实验设备主要用于摩擦叠焊局部干法的焊接，可以对保证局部干法的顺利实施并且可以很直观的观察焊接过程,从而达到更加深刻地分析摩擦叠焊的机理,优化摩擦叠焊工艺参数的作用,对摩擦叠焊的理论研究方面有重要的意义。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的排水装置的结构示意图，其中I为排水罩，2为观测窗口，3为排水海绵，4为进气孔，5为密封材料层，6为塞棒，7为待焊工件。
[0012]图2是本发明的排水装置的俯视图，其中I为排水罩，2为观测窗口，4为进气孔。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0014]如附图1和2所示，本发明的排水装置的结构，其中I为排水罩，2为观测窗口，3为排水海绵层，4为进气孔，5为密封材料层，6为塞棒，7为待焊工件。
[0015]整个排水罩为圆柱形壳体，下端开口，并在竖直方向上对称铣有平面，以方便安装观测窗口 ；在排水罩上端面中心位置设置通孔，并在通孔中设置密封材料层；在通孔左右两侧对称设置进气孔，方便连接气管通气，来保证焊接过程中排水罩内的空气环境，达到密封要求。
[0016]观测窗口设置在排水罩竖直方向的所铣的平面上，安装有机玻璃以便保证好的排水效果并且利于外部观察排水效果。所述排水海绵层设置在排水罩的下端面，利用防水胶与排水罩连接，以保证连接的气密性，选择海绵层一是为了排出排水罩内的气体，二是预防水的大量回流。所述密封材料层为固体环形密封材料层，和塞棒之间紧密接触，在塞棒高速旋转的过程中，能保证气密性，且具有耐磨性，选择环形石墨作为密封材料层。
[0017]焊接过程中，先安装好塞棒，在排水罩中央固定好待焊工件，然后把上述的排水装置如附图1所示装配到位。调整好焊机高度，之后先通过进气孔向排水罩内通气，水平面下降，由于海绵层的存在，持续保持气体的流畅且通过吸水作用防止水的回流，待排水罩内水的液面低于待焊工件表面后，排水装置内才可以进行局部干法的焊接。启动摩擦叠焊焊机，塞棒和待焊工件接触，焊接过程开始，整个过程可以通过透明的观测窗口观察。
[0018]以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种水下摩擦叠焊局部干法小型排水装置，其特征在于，包括排水罩，观测窗口，排水海绵层，进气孔，密封材料层，其中: 整个排水罩为圆柱形壳体，下端开口，并在竖直方向上对称铣有平面，以方便安装观测窗口 ；在排水罩上端面中心位置设置通孔，并在通孔中设置密封材料层；在通孔左右两侧对称设置进气孔，方便连接气管通气，来保证焊接过程中排水罩内的空气环境，达到密封要求；观测窗口设置在排水罩竖直方向的所铣的平面上，所述排水海绵层设置在排水罩的下端面，利用防水胶与排水罩连接，以保证连接的气密性；所述密封材料层为固体环形密封材料层，和塞棒之间紧密接触，在塞棒高速旋转的过程中，能保证气密性，且具有耐磨性。2.根据权利要求1所述的一种水下摩擦叠焊局部干法小型排水装置，其特征在于，所述观测窗口为有机玻璃，以便保证好的排水效果并且利于外部观察排水效果。3.根据权利要求1所述的一种水下摩擦叠焊局部干法小型排水装置，其特征在于，所述密封材料层为环形石墨。
【专利摘要】本发明公开一种水下摩擦叠焊局部干法小型排水装置，整个排水罩为圆柱形壳体，下端开口，并在竖直方向上对称铣有平面；在排水罩上端面中心位置设置通孔，并在通孔中设置密封材料层；在通孔左右两侧对称设置进气孔。观测窗口设置在排水罩竖直方向的所铣的平面上。排水海绵层设置在排水罩的下端面，利用防水胶与排水罩连接，以保证连接的气密性。所述密封材料层为固体环形密封材料层，和塞棒之间紧密接触，在塞棒高速旋转的过程中，能保证气密性，且具有耐磨性。本发明解决摩擦叠焊水下焊接焊接质量较差，在水下营造空气环境下焊接的问题，以达到得到更好的焊接接头质量，优化水下焊接工序，扩大工艺参数范围的目的。
【IPC分类】B23K20/26, B23K20/12
【公开号】CN105014234
【申请号】CN201410172809
【发明人】贺钧, 王志江, 崔雷, 邓彩艳, 王东坡
【申请人】天津大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月25日