一种替代双轴肩单面焊双面成型的搅拌摩擦焊焊接装置及工艺的制作方法

本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种替代双轴肩单面焊双面成型的搅拌摩擦焊焊接装置及工艺。

背景技术：

铝合金6mm以下单层板焊接，由于选取的搅拌针长度略小于焊接件板厚，焊缝背部往往存在准备缝隙，在产品探伤及密封性方面均存在不可消除的潜在危险。探伤液无法彻底清理干净，影响探伤的判断；装配缝隙又不能确保焊缝密封性，造成产品腐蚀等。本发明确保单轴肩搅拌摩擦焊焊缝熔深小于板厚，焊缝背部存在装配缝隙的缺陷，实现6mm以下薄板单面摩擦焊实现双面成型的焊接工艺，提高焊缝强度，保证焊缝根部的密闭性。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供一种替代双轴肩单面焊双面成型的搅拌摩擦焊焊接装置及工艺，主要针对6mm以下薄板摩擦焊替代双轴肩搅拌摩擦焊工艺，解决了搅拌摩擦焊焊根存在装配间隙的问题，实现了搅拌摩擦焊单面焊双面成型工艺，有效的实现了焊接熔深等同于型材板厚的要求。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种替代双轴肩单面焊双面成型的搅拌摩擦焊焊接装置，包括支撑装置4、接头支撑2和下拉装置3，所述支撑装置4上安装有接头支撑2，所述接头支撑2的顶部设置有接头成型槽6，所述接头支撑2顶部装配待焊接产品1，且待焊接产品1底部的型材拼接接头5落入接头成型槽6内，所述待焊接产品1底部还连接有下拉装置3。

进一步的，所述接头支撑2顶部的接头成型槽6与待焊接产品1底部的型材拼接接头5柔性化连接。

进一步的，所述接头支撑2可拆卸式安装于支撑装置4上。适用于不同型材拼接接头5的连接方式。

进一步的，所述下拉装置3底部安装有气缸7。

进一步的，所述待焊接产品1底部且位于支撑装置4两侧均设置有下拉装置3。

一种替代双轴肩单面焊双面成型的搅拌摩擦焊焊接装置，还包括横梁组成8和纵梁组成9，纵梁组成9底部通过若干个横梁组成8支撑，纵梁组成9的纵向两端分别设置有端部定位压紧组成12和端部推紧压紧组成13，所述纵梁组成9上设置有若干个下拉装置3，纵梁组成9的横向两端分别设置有边梁定位压紧组成10和边梁推紧压紧组成11。

一种替代双轴肩单面焊双面成型的搅拌摩擦焊焊接工艺，将待焊接产品1底部的型材拼接接头5落入接头成型槽6内，通过下拉装置3将待焊接产品1下拉夹持，然后设定下拉压力和焊接热量使得材料软化，此时在接头成型槽6内进行焊缝根部的强制成型。

进一步的，根据待焊接产品1底部的型材拼接接头5的不同，更换接头支撑2，使得接头成型槽6与型材拼接接头5相匹配。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明主要针对6mm以下薄板摩擦焊替代双轴肩搅拌摩擦焊工艺，解决了搅拌摩擦焊焊根存在装配间隙的问题，单轴肩搅拌摩擦焊焊缝熔深小于板厚，焊缝背部存在装配缝隙的缺陷，本发明实现了搅拌摩擦焊单面焊双面成型工艺，确保了焊接熔深等同于型材板厚的要求；6mm以下薄板单面摩擦焊实现双面成型的焊接工艺，提高焊缝强度，保证焊缝根部的密闭性。铝合金搅拌摩擦焊单面焊双面成型集成了焊接变形小、稳定性好、提高焊接强度、保证焊缝根部的密闭性，减小设备投入成本、降低企业制造成本。本发明与传统搅拌摩擦焊工艺相比，适应与焊接熔深与板厚等同，要求焊缝全焊透，其焊缝强度随熔深增加而增强。本发明应用空间广泛，且突破了传统搅拌摩擦焊焊缝深小于焊件厚度的模式，替代了双轴肩实现焊接熔深等同于型材板厚的工艺方式，降低了设备成本，简化了产品结构，值得进一步推广与应用。本发明通过焊接时设备下压力与焊接时热量使材料软化，通过强制成型，在焊接接头成型槽内进行使焊缝根部强制成型。通过该工艺实现产品熔深等同于产品厚度，提高产品强度，保证焊缝根部的密闭性，在等同强度的条件下，降低了产品板厚，实现了产品轻量化要求，同时又减少了单板焊接设备的投入，为企业生产降低了制造成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的断面示意图；

图3是本发明的使用状态图；

图4是本发明中型材拼接接头的局部放大图；

图5是本发明中接头支撑和接头成型槽的局部放大图；

图6是本发明中下拉装置拉紧的状态示意图；

图7是本发明中下拉装置松开的状态示意图；

图8是传统工艺搅拌摩擦焊示意图；

图9是本发明焊接成形过程演示图；

其中：1-待焊接产品，2-接头支撑，3-下拉装置，4-支撑装置，5-型材拼接接头，6-接头成型槽，7-气缸，8-横梁组成，9-纵梁组成，10-边梁定位压紧组成，11-边梁推紧压紧组成，12-端部定位压紧组成，13-端部推紧压紧组成。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1-7所示，一种替代双轴肩单面焊双面成型的搅拌摩擦焊焊接装置，包括支撑装置4、接头支撑2和下拉装置3，所述支撑装置4上安装有接头支撑2，所述接头支撑2的顶部设置有接头成型槽6，所述接头支撑2顶部装配待焊接产品1，且待焊接产品1底部的型材拼接接头5落入接头成型槽6内，所述待焊接产品1底部还连接有下拉装置3；将待焊接产品1底部的型材拼接接头5落入接头成型槽6内，再通过下拉装置3将待焊接产品1下拉夹持固定，然后设定下拉压力和焊接热量使得材料软化，此时在接头成型槽6内进行焊缝根部的强制成型。

如图3-5所示，其中图4和图5是图3中I的局部放大图，待焊接产品1底部的型材拼接接头5恰好落入接头支撑2顶部的接头成型槽6内，且接头支撑2顶部的接头成型槽6与待焊接产品1底部的型材拼接接头5柔性化连接。

所述接头支撑2可拆卸式安装于支撑装置4上，适用于不同型材拼接接头5的连接方式；根据待焊接产品1底部的型材拼接接头5的不同，更换接头支撑2，使得接头成型槽6与型材拼接接头5相匹配。

所述下拉装置3底部安装有气缸7，待焊接产品1在下拉装置3定位夹紧后，通过气缸7进行下拉上松操作，使得待焊接产品的焊接部位落入接头成型槽6内。

所述待焊接产品1底部且位于支撑装置4两侧均设置有下拉装置3。

一种替代双轴肩单面焊双面成型的搅拌摩擦焊焊接装置，还包括横梁组成8和纵梁组成9，纵梁组成9底部通过若干个横梁组成8支撑，纵梁组成9的纵向两端分别设置有端部定位压紧组成12和端部推紧压紧组成13，所述纵梁组成9上设置有若干个下拉装置3，纵梁组成9的横向两端分别设置有边梁定位压紧组成10和边梁推紧压紧组成11，用于稳固横梁组成8和纵梁组成9，使得整体基础工装稳定可靠。

一种替代双轴肩单面焊双面成型的搅拌摩擦焊焊接工艺，将待焊接产品1底部的型材拼接接头5落入接头成型槽6内，通过下拉装置3将待焊接产品1下拉夹持，然后设定下拉压力和焊接热量使得材料软化，此时在接头成型槽6内进行焊缝根部的强制成型。根据待焊接产品1底部的型材拼接接头5的不同，更换接头支撑2，使得接头成型槽6与型材拼接接头5相匹配。通过本发明提供的工艺实现产品熔深等同于产品厚度，提高产品强度，保证焊缝根部的密闭性，在等同强度的条件下，降低了产品板厚，实现了产品轻量化要求，同时又减少了单板焊接设备的投入，为企业生产降低了制造成本。

图8是传统工艺搅拌摩擦焊接的示意图，传统工艺中，熔深小于待焊接产品的板厚，铝合金6mm以下单层板焊接，由于选取的搅拌针长度略小于焊接件板厚，焊缝背部往往存在准备缝隙，在产品探伤及密封性方面均存在不可消除的潜在危险。探伤液无法彻底清理干净，影响探伤的判断；装配缝隙又不能确保焊缝密封性，造成产品腐蚀等。

图9是本发明焊接成形过程演示图，图中a接头形式、(b)强制成型、(c)成型效果和(d)成型机理共同演示了型材焊接接头5受热软化，在接头成型槽6内通过搅拌焊接与下压装置3强制成型的过程与形成机理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。