一种T型接头搅拌摩擦焊固定工装的制作方法

本实用新型涉及一种T型接头搅拌摩擦焊固定工装。

背景技术：

铝合金T型接头是一种在航空航天、高速客车、船舶建造及汽车车体等轻量化结构制造领域广泛应用的接头形式，它可以有效提高壁板稳定性而使整个构件的质量没有显著增加。

目前，T型接头可以通过挤压成型、熔焊、铆接、粘结的方式获得。但运用挤压技术获得的T型接头要受到模具尺寸的严格限制且加工成本较高，而采用熔焊会使T型接头出现较大的变形、软化以及气孔等问题,铆接又会产生严重的压力集中。采用FSW技术拓展到T型接头中就有可能解决挤压成型成本、熔焊和铆接接头中存在的质量问题。

T接接头的搅拌摩擦焊接过程不同于对接接头，其连接界面则有多种形式，以水平界面、垂直界面、45°夹角界面以及水平加垂直界面居多。焊接过程中需要特制的卡具来固定构件。目前，T型接头的卡具主要集中在角接T型接头固定夹具。角接T型接头固定夹具的设计参照熔焊方法设计制备而成。运用此种卡具进行固定焊接需配备由搅拌针，轴肩，轴组成的专用工具。焊接时起到顶锻作用的轴肩无需旋转，旋转轴带动搅拌针倾斜45°对相邻的材料进行搅拌焊接。这种卡具优点是可焊接较厚的壁板且焊后变形小，但是由于仅靠搅拌针摩擦产生的热量进行焊接容易使搅拌针磨损和断裂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种T型接头搅拌摩擦焊固定工装控制T型试件搅拌摩擦焊成型的变形，减少搅拌针与夹具碰撞的风险，延长搅拌针的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种T型接头搅拌摩擦焊固定工装，包括一个燕尾槽平台1，移动夹具主体3、固定夹具主体2、两块压板9；燕尾槽平台1上设置两条燕尾槽用于安装移动夹具主体3和固定夹具主体2；固定夹具主体2固定在一条燕尾槽内，移动夹具主体3、固定夹具主体2上装有可更换夹具倒角4，腹板定位装置5、翼板定位装置6安装在移动夹具主体3上，腹板定位装置5用于腹板7的竖直定位，翼板定位装置6用于翼板的左右定位，两块压板9分别固定在移动夹具主体3与固定夹具主体2顶部，将腹板7压紧。

所述的T型接头搅拌摩擦焊固定工装，移动夹具主体3和固定夹具主体2通过螺栓安装在燕尾槽中，其中移动夹具主体3底部设置有U型孔，通过该U型孔调整移动夹具主体3，调整与固定夹具主体2之间的间隙。

所述的T型接头搅拌摩擦焊固定工装，可更换夹具倒角4为边倒角或圆倒角。

所述的T型接头搅拌摩擦焊固定工装，翼板定位装置6包括复位弹簧15、推进螺栓17、翼板定位块16、螺栓固定支架18；移动夹具主体3顶面设置一凹槽，凹槽内安装翼板定位装置6，推进螺栓17穿过螺栓固定支架18，与翼板定位块16上的螺纹孔螺纹连接，复位弹簧15一端固定在翼板定位块16上，一端紧顶在移动夹具主体3凹槽底部。

所述的T型接头搅拌摩擦焊固定工装，腹板定位装置5包括紧固螺栓14、固定支架12、腹板定位块11、腹板刻度标示13，移动夹具主体3侧面开槽，槽内安装固定支架12，移动夹具主体3侧面还开设有可以穿过腹板定位块11的通孔，通过该通孔腹板定位块11支撑在腹板7下部，固定支架12上开设长孔，长孔一侧设置腹板刻度标示13，紧固螺栓14穿过该长孔连接到腹板定位块11的螺纹孔中。

本实用新型所述的一种搅拌摩擦焊T型工装，可依据不同的需要调整腹板的定位高度，更换过渡圆角，很好的用于无变形的T型接头搅拌摩擦焊接生产。

附图说明

图1本实用新型结构示意图

图2是本实用新型结构示意图(省略一侧压板)；

图3是腹板定位装置结构示意图；

图4是翼板定位装置结构示意图；

图5实用新型对搭接T型接头示意图；

图中标号示意：1-燕尾槽平台；2-固定夹具主体；3-移动夹具主体；4-可更换夹具倒角；5-腹板定位装置；6-翼板定位装置；7-腹板；8-翼板；9-压板；10-夹具夹紧螺栓；11-腹板定位块；12-固定支架；13-腹板刻度标示；14-紧固螺栓；15-复位弹簧；16-翼板定位块；17-推进螺栓；18-螺栓固定支架

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

本实施例以搅拌摩擦焊对搭接T型接头为例进行详细说明。

如图5对搭接T型接头包括翼板8(左右各一块)、腹板7一块，其中左边的翼板与右边的翼板之间采用对接形式，左右翼板与腹板之间采用搭接形式。采用T型接头搅拌摩擦焊固定工装组对后，将此三块板焊接成一块整体。

参考图1-4，T型接头搅拌摩擦焊固定工装，包括一个燕尾槽平台1，燕尾槽平台1上设置两条燕尾槽用于安装移动夹具主体3、固定夹具主体2、两块压板9。固定夹具主体2采用螺栓固定在一条燕尾槽内，移动夹具主体3与固定夹具主体2之间的缝隙宽度可以通过调节移动夹具主体3得以改变，来适应不同厚度的腹板需求。移动夹具主体3、固定夹具主体2上装有可更换夹具倒角4，腹板定位装置5、翼板定位装置6安装在移动夹具主体3上，腹板定位装置5用于腹板7的竖直定位，翼板定位装置6用于翼板的左右定位，两块压板9分别通过螺栓固定在移动夹具主体3与固定夹具主体2顶部，将腹板7压紧，实现腹板7的竖直定位。

移动夹具主体3和固定夹具主体2通过螺栓安装在燕尾槽中，其中移动夹具主体通过底部的U型孔进行移动，以调整与固定夹具主体2之间的间隙。

可更换夹具倒角4可以为边倒角或圆倒角，以适用于不同的需求。

参考图4，翼板定位装置6包括复位弹簧15、推进螺栓17、翼板定位块16、螺栓固定支架18；移动夹具主体3顶面设置一凹槽，凹槽内安装翼板定位装置6，推进螺栓17穿过螺栓固定支架18，与翼板定位块16上的螺纹孔螺纹连接，转动推进螺栓17可以推动翼板定位块16前后移动达到定位翼板的目的，复位弹簧15一端固定在翼板定位块16上，一端紧顶在移动夹具主体3凹槽底部，松开推进螺栓17后，复位弹簧15可以将翼板定位块16推出，进而松开翼板。

腹板定位装置5包括紧固螺栓14、固定支架12、腹板定位块11、腹板刻度标示13，移动夹具主体3侧面开槽，槽内安装固定支架12，移动夹具主体3侧面还开设有可以穿过腹板定位块11的通孔，通过该通孔腹板定位块11可以支撑在腹板7下部，固定支架12上开设长孔，长孔一侧设置腹板刻度标示13，紧固螺栓14穿过该长孔连接到腹板定位块11的螺纹孔中，转动紧固螺栓14可以推动腹板定位块11托起腹板7，以达到固定腹板竖直位置的目的。

焊接时先依据腹板7的高度，调整腹板定位块11至相应的腹板刻度标示，将紧固螺栓拧紧；腹板放入可移动夹具主体和固定夹具主体之间，腹板定位块托起腹板起到上下定位作用，微调腹板定位块高度使腹板的上平面与夹具主体的上水平面齐平；拧紧夹具夹紧螺栓对腹板左右进行固对。

依据翼板宽度将翼板定位块16调整至大至位置；将翼板放在移动夹具主体和固定夹具主体的表面；拧动推进螺栓，推进螺栓推动翼板定位块和翼板一起前进，当翼板边缘达到腹板厚度中心位置后停止拧动。而后将压板放在翼板上进行紧固。

燕尾槽平台用来固定夹具主体，根据过渡半径的需求安装夹具倒角

在焊接过程中夹具主体上表面和压板9对翼板进行刚性固定，控制焊接变形。移动夹具主体和固定夹具主体对腹板进行刚性固定。同时可根据过渡半径、腹板厚度和宽度、翼板宽度和厚度、铝合金类型进行多种组合。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。