一种带倾角控制的搅拌摩擦焊装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种带倾角控制的搅拌摩擦焊装置。
【背景技术】
[0002]在搅拌摩擦焊过程中，为了避免或减少隧道、孔洞、沟槽等缺陷的出现，一般情况下焊接时搅拌摩擦焊工具轴线并非直接垂直于工件表面，而是在焊缝轨迹切线与工件表面法线构成的平面内具有3~5°的倾角。为了实现这一倾角跟随控制，传统的搅拌摩擦焊设备是通过联动X轴、Y轴、C轴(搅拌工具旋转轴)来进行计算，并最终通过调整X轴、Y轴、C轴三个变量来实现整个焊接主轴可以围绕旋搅拌针端部进行旋转。这种传统的控制方式存在几个问题，一方面设备的计算和控制时间较长，对于复杂曲线焊缝，特别是曲率变化显著的焊缝焊接而言，其焊接线速度会受到系统计算和控制调整时间的影响，而往往导致此处焊缝热输入过大，造成焊接缺陷；另一方面，由于X轴和Y轴参与了计算和调整，而这种调整往往会使设备承受较大的作用力，这对设备的可靠性和强度与刚度提出了更高要求，并提高了设备价格。
【实用新型内容】
[0003]为了解决传统搅拌摩擦焊装备在焊接倾角控制上效果不佳的问题，本实用新型提供了一种带倾角控制的搅拌摩擦焊装置。
[0004]本实用新型的技术方案为:一种带倾角控制的搅拌摩擦焊装置，其特征在于:包括焊接倾角控制轴1、焊接旋转主轴2和搅拌摩擦焊工具3，焊接倾角控制轴I与焊接旋转主轴2呈〃角度；焊接倾角控制轴I的轴线与焊接旋转主轴2的轴线相交于搅拌摩擦焊工具3的搅拌针端部。
[0005]焊接倾角控制轴I为可根据焊缝轨迹方向变化在360°范围进行旋转的旋转轴，焊接倾角控制轴I始终与被焊工件保持垂直。
[0006]本实用新型的有益效果为:通过简单的结构变化，实现了焊接倾角的实时跟随，其计算和调整过程简单可靠，有利于改善焊接方向急剧变化处的焊缝质量，并可降低焊接设备的制造成本，提高其可靠性。
【附图说明】
[0007]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0008]图1为本实用新型带倾角控制的搅拌摩擦焊装置的结构示意图；
[0009]I焊接倾角控制轴；2焊接旋转主轴；3搅拌摩擦焊工具；4被焊工件；〃为焊接倾角，々为搅拌摩擦焊工具的搅拌针端部与焊接倾角控制轴端部距离。
【具体实施方式】
[0010]实施例1
[0011]如图1所示，一种带倾角控制的搅拌摩擦焊装置，包括焊接倾角控制轴1、焊接旋转主轴2和搅拌摩擦焊工具3，焊接倾角控制轴I与焊接旋转主轴2呈〃角度；焊接倾角控制轴I的轴线与焊接旋转主轴2的轴线相交于搅拌摩擦焊工具3的搅拌针端部。
[0012]其中，焊接倾角控制轴I为可根据焊缝轨迹方向变化在360°范围进行旋转的旋转轴，焊接倾角控制轴I始终与被焊工件保持垂直。
[0013]在焊接前，将倾角控制轴I与焊接旋转主轴2之间的倾角调整固定为焊接倾角Θ，该角度一般为3~5°，典型的取4°。在确定焊接倾角之后，将搅拌摩擦焊工具3安装固定至焊接旋转主轴内，保证搅拌针端部与倾角控制旋转轴端部的距离为恒定H，这样可以保证搅拌针端部位于倾角控制轴轴线与焊接旋转主轴轴线的交汇点。只有搅拌针端部位于此点，才能保证当倾角控制轴旋转时，搅拌工具是围绕搅拌针端部进行旋转的。
[0014]焊接时，焊接旋转主轴带动搅拌工具以所需的焊接旋转速度进行旋转，对于中厚板，其速度一般为800~2500rpm。焊接设备的Z轴下行，带动焊接工具插入被焊材料表面，当焊接工具完全压入被焊材料之后，停留一段时间后开始沿着焊缝轨迹方向前进，当焊接方向随着焊缝轨迹的变化而需要发生改变时，机床将计算所需的改变量和时间点，并控制焊接倾角控制轴I进行旋转，保证焊接工具倾角始终跟随焊接方向的变化而变化。
[0015]本实用新型的有益效果为:通过简单的结构变化，实现了焊接倾角的实时跟随，其计算和调整过程简单可靠，有利于改善焊接方向急剧变化处的焊缝质量，并可降低焊接设备的制造成本，提高其可靠性。
【主权项】
1.一种带倾角控制的搅拌摩擦焊装置，其特征在于:包括焊接倾角控制轴(I)、焊接旋转主轴(2)和搅拌摩擦焊工具(3)，焊接倾角控制轴(I)与焊接旋转主轴(2)呈〃角度；焊接倾角控制轴(I)的轴线与焊接旋转主轴(2)的轴线相交于搅拌摩擦焊工具(3)的搅拌针端部。2.如权利要求1所述的带倾角控制的搅拌摩擦焊装置，其特征在于:焊接倾角控制轴(I)为可根据焊缝轨迹方向变化在360°范围进行旋转的旋转轴，焊接倾角控制轴(I)始终与被焊工件保持垂直。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带倾角控制的搅拌摩擦焊装置，属于焊接设备技术领域，为解决传统搅拌摩擦焊装备在焊接倾角控制上效果不佳的问题。本实用新型一种带倾角控制的搅拌摩擦焊装置，包括焊接倾角控制轴、焊接旋转主轴和搅拌摩擦焊工具，焊接倾角控制轴与焊接旋转主轴呈θ角度；焊接倾角控制轴的轴线与焊接旋转主轴的轴线相交于搅拌摩擦焊工具的搅拌针端部。本实用新型的有益效果为：通过简单的结构变化，实现了焊接倾角的实时跟随，其计算和调整过程简单可靠，有利于改善焊接方向急剧变化处的焊缝质量，并可降低焊接设备的制造成本，提高其可靠性。
【IPC分类】B23K20/12
【公开号】CN204639424
【申请号】CN201520322868
【发明人】齐济明, 曹爱军, 牟雯雯
【申请人】齐济明
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月19日