一种搅拌摩擦焊夹装装置的制作方法

本实用新型涉及焊接夹具技术领域，特别涉及一种搅拌摩擦焊夹装装置。

背景技术：

搅拌摩擦焊技术是一种新型固相连接技术，主要利用摩擦热和机械搅动使焊接材料发生塑化、回复、再结晶等一系列过程，进而形成致密焊缝。目前，该技术已在航空航天、轨道列车、船舶、电子工业等领域成熟应用。与传统熔化焊相比，其具有接头缺陷少，质量高，以及绿色无污染等优点。目前，搅拌摩擦焊技术具有广阔的应用前景，然而，传统的板材拼接焊接夹具是压块压于待焊接工件上，将待焊接工件后部垫至稍高于待焊板，然后用扳手锁紧螺母以达到夹紧目的。此种组合夹具装夹过程较复杂，每次焊接都需要调整夹具重新夹装，降低生产效率，不适合大批量生产所用。而且装置夹具选用不合理会出现焊缝变形、焊不透、内部隧道等缺陷，不管是生产应用还是技术研发都会造成经济损失、效率下降。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种夹装方便、稳固可靠的一种搅拌摩擦焊夹装装置。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种搅拌摩擦焊夹装装置，包括工作台，用于支撑所述待焊接工件的第一安装板、用于定位夹紧待焊接工件的夹装单元和驱动所述夹装单元动作的驱动单元，所述第一安装板包括支撑板和固定板，所述夹装单元包括定位机构和夹装机构，所述第一安装板可拆卸地安装于所述工作台上，所述夹装机构设置于设置于第一安装板上，所述夹装机构设置于第一安装板的外侧，所述定位机构顶紧并定位所述待焊接工件，所述夹装机构可抬起松开或下压压紧所述待焊接工件的焊缝，所述第一安装板与所述待焊接工件的尺寸相匹配。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述夹装机构可活动地安装于所述第二安装板上，所述定位机构和所述夹装机构的位置可在所述夹装底座进行微调。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述驱动单元为气缸驱动单元，包括供气站、输气管和气缸，所述气缸通过输气管与所述供气站相连，所述工作台上设置有用于供所述第一安装板安装的第一安装孔和用于供所述输气管穿过的第三安装孔，所述第一安装板上设置有用于供所述第二安装板安装的第二安装孔。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述驱动单元为液压驱动单元，包括液压工作站、输油管和液压杆，所述液压杆通过输油管、夹装液压缸与所述液压工作站相连，所述工作台上设置有用于供所述第一安装板安装的第一安装孔和用于供所述输油管穿过的第三安装孔，所述第一安装板上设置有用于供所述第二安装板安装的第二安装孔。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述第一安装孔设置有多组，便于所述第一安装板更换尺寸安装。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述夹装机构包括可打开压紧所述待焊接工件的焊缝的压块，所述压块的长度方向与所述待焊接工件的焊缝方向相平行，所述定位机构包括第一定位件和第二定位件，所述第一定位件和所述第二定位件成组相对设置，所述第一定位件和所述第二定位件均具有竖直定位端面，所述待焊接工件通过所述第一定位件和所述第二定位件定位。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述第一定位件和第二定位件的横截面形状不相同，便于确认所述待焊接工件的放置位置。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述第一安装板包括用于支撑所述待焊接工件的支撑板和用于和所述工作台固定的固定板，所述待焊接工件的焊缝放置于所述支撑板上，所述压块将所述焊缝压紧在所述支撑板上，所述定位机构设置于所述支撑板的外侧，所述工作台宽度方向上的所述定位机构设置于所述夹装机构之间，长度方向上所述定位机构和所述夹装机构间隔设置，其中位于同侧的所述定位机构和所述夹装机构均相对于该侧中位线对称设置。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述第一安装板包括用于支撑所述待焊接工件的支撑板和用于和所述工作台固定的固定板，所述待焊接工件的焊缝放置于所述支撑板上，所述压块将所述焊缝压紧在所述支撑板上，所述定位机构设置于所述支撑板的内侧，其中位于同侧的所述夹装机构均相对于该侧中位线对称设置。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述第一安装板用于小批量所述待焊接工件的焊接，根据所述待焊接工件的尺寸更换对应尺寸的所述第一安装板，所述夹装机构和所述定位机构设置于所述第一安装板的四周。

有益效果：本实用新型提供的一种搅拌摩擦焊夹装装置，存在如下优点：本实用新型采用可拆卸第一安装板，可以自由选择待焊接工件的尺寸，能够实现多种规格和尺寸待焊接工件的焊接，而且更换时可以将夹装底座拆下，安装在新的第一安装板的固定位置即可，在夹装装置更换方便、快捷，更进一步地，定位机构可以设置在第一安装板的支撑板内侧，有效利用了支撑板内侧空间，使得定位机构和夹装机构的不会出现干涉，布局更加合理、紧凑。本实用新型采用液压工作站进行自动定位和夹装，定位准确、夹装可靠，避免了其他人工夹装工序，大大提升了焊接效率和焊接精度。而且，焊接时，仅需要打开焊接位置处的压块，夹装稳固，避免了其他人工夹装工序，大大提升了焊接效率和焊接精度。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1、本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置的结构示意图（定位机构设置于支撑板的外侧）。

图2、本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置的结构示意图（定位机构设置于支撑板的内侧）。

图3、本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置的另一结构示意图（定位机构设置于支撑板的内侧）。

图4、本实用新型本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置的夹装机构的结构示意图。

附图标记：1、工作台，2、第一安装板，3、液压工作站，4、定位机构，5、夹装机构，11、第一安装孔，12、第三安装孔，21、支撑板，22、固定板，23、第二安装孔，31、输油管，32、夹装液压缸，33、液压杆，51、压块，52、转轴，53、连杆。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1至4所示，本实用新型提供了一种搅拌摩擦焊夹装装置，包括工作台1，用于支撑所述待焊接工件的第一安装板2、用于定位夹紧待焊接工件的夹装单元和驱动所述夹装单元动作的驱动单元，所述第一安装板2包括支撑板21和固定板22，所述夹装单元包括定位机构4和夹装机构5，所述第一安装板2可拆卸地安装于所述工作台1上，所述夹装机构5设置于设置于第一安装板2上，所述夹装机构5设置于第一安装板2的外侧，所述定位机构4顶紧并定位所述待焊接工件，所述夹装机构5可抬起松开或下压压紧所述待焊接工件的焊缝，所述第一安装板2与所述待焊接工件的尺寸相匹配。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述夹装机构5可活动地安装于所述第二安装板上，所述定位机构4和所述夹装机构5的位置可在所述夹装底座进行微调。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述驱动单元为气缸驱动单元，包括供气站、输气管和气缸，所述气缸通过输气管与所述供气站相连，所述工作台1上设置有用于供所述第一安装板2安装的第一安装孔11和用于供所述输气管穿过的第三安装孔12，所述第一安装板2上设置有用于供所述第二安装板安装的第二安装孔23。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述驱动单元为液压驱动单元，包括液压工作站3、输油管31和液压杆32，所述液压杆32通过输油管31、夹装液压缸32与所述液压工作站3相连，所述工作台1上设置有用于供所述第一安装板2安装的第一安装孔11和用于供所述输油管31穿过的第三安装孔12，所述第一安装板2上设置有用于供所述第二安装板安装的第二安装孔23。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述第一安装孔11设置有多组，便于所述第一安装板2更换尺寸安装。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述夹装机构5包括可打开压紧所述待焊接工件的焊缝的压块51，所述压块51的长度方向与所述待焊接工件的焊缝方向相平行，所述定位机构4包括第一定位件和第二定位件，所述第一定位件和所述第二定位件成组相对设置，所述第一定位件和所述第二定位件均具有竖直定位端面，所述待焊接工件通过所述第一定位件和所述第二定位件定位。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述第一定位件和第二定位件的横截面形状不相同，便于确认所述待焊接工件的放置位置。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述第一安装板2包括用于支撑所述待焊接工件的支撑板21和用于和所述工作台1固定的固定板22，所述待焊接工件的焊缝放置于所述支撑板21上，所述压块51将所述焊缝压紧在所述支撑板21上，所述定位机构4设置于所述支撑板21的外侧，所述工作台1宽度方向上的所述定位机构4设置于所述夹装机构5之间，长度方向上所述定位机构4和所述夹装机构5间隔设置，其中位于同侧的所述定位机构4和所述夹装机构5均相对于该侧中位线对称设置。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述第一安装板2包括用于支撑所述待焊接工件的支撑板21和用于和所述工作台1固定的固定板22，所述待焊接工件的焊缝放置于所述支撑板21上，所述压块51将所述焊缝压紧在所述支撑板21上，所述定位机构4设置于所述支撑板21的内侧，其中位于同侧的所述夹装机构5均相对于该侧中位线对称设置。

进一步地，本实用新型的一种搅拌摩擦焊夹装装置，所述第一安装板2用于小批量所述待焊接工件的焊接，根据所述待焊接工件的尺寸更换对应尺寸的所述第一安装板2，所述夹装机构5和所述定位机构4设置于所述第一安装板2的四周。

如图3、4所示，以液压驱动方式为例对本实用新型进行详细说明如下，所述工作台1为中空双层结构，所述输油管31从中空结构穿入到工作台1底部与所述液压工作站3相连。所述夹装机构5包括压块51、转轴52和连杆53，所述夹装液压缸32上固设有安装块，所述安装块上设置有转轴52，所述转轴52上设置有连杆53，所述压块51通过设置于所述转轴52上的连杆53与所述夹装液压缸32的液压杆33相连，通过所述液压杆33的上下运动，带动所述压块51往复翻转运动实现夹紧机构抬起松开焊缝或下压压紧焊缝。

本实用新型的搅拌摩擦焊接的夹装装置的安装方法，具体操作如下：

步骤一、将第一安装板2固定在工作台1上，将待焊接工件放置在第一安装板2上；步骤二，将输油管31预先穿设于工作台11的定位机构4和夹装机构5，通过第一安装板2上的第三安装孔12安装于第一安装板2相应位置上；

步骤三，通过定位机构4和夹装机构5将待焊接工件定位夹装在第一安装底板上，将所述待焊接工件的焊缝压紧在第一安装板2的支撑板21上；

步骤四，根据待焊接工件的焊接路径，依次或对称地将压紧机构抬起松开或下压压紧，直至所述待焊接工件的焊缝全部焊接完成。

步骤五，当搅拌摩擦焊焊接头即将到达压紧机构位置处时，控制系统控制该位置处压紧机构抬起松开焊缝，当该压紧机构位置处焊接完毕，控制系统控制该位置处压紧机构压下压紧焊缝，直到所述待焊接工件的焊缝全部焊接完成；

步骤六，全部压紧机构打开升起，全部定位机构4松开，取出待焊接工件。

此外，由于焊接过程温度较高，焊接过程支撑板21在高温条件下必须具有足够的强度和韧性，为了避免摩擦头损坏工作台1，同时避免待焊接工件与工作台1粘接，通常使用耐高温、化学活性低、高强度、高硬度并具有一定的韧性，能够承受焊接过程中的高温和轴向压力的钢制支撑板21或硬质合金支撑板21将工作台11与待焊接工件隔开，在焊接过程中能够为焊接部位提供足够的背部支撑，避免了被焊材料与支撑板21之间发生冶金连接，避免支撑刚度不足或支撑板21与被焊材料粘结的现象。

本实用新型的夹装装置，可牢牢将待焊接工件固定在工作台1上，从而焊接过程中待焊接工件不会产生晃动，焊接准确性高，焊接质量好。对待待焊接工件进行快速夹装和更换，简洁了夹装过程，方便待焊接工件以及第一安装板2的拆卸，不但可以一次调整多次使用，而且可以适用多种规格和型号的待焊接工件，大大缩短了加工时长，提高了生产效率和设备利用率。

有益效果：本实用新型提供的一种搅拌摩擦焊夹装装置，存在如下优点：本实用新型采用可拆卸第一安装板，可以自由选择待焊接工件的尺寸，能够实现多种规格和尺寸待焊接工件的焊接，而且更换时可以将夹装底座拆下，安装在新的第一安装板的固定位置即可，在夹装装置更换方便、快捷，更进一步地，定位机构可以设置在第一安装板的支撑板内侧，有效利用了支撑板内侧空间，使得定位机构和夹装机构的不会出现干涉，布局更加合理、紧凑。本实用新型采用液压工作站进行自动定位和夹装，定位准确、夹装可靠，避免了其他人工夹装工序，大大提升了焊接效率和焊接精度。而且，焊接时，仅需要打开焊接位置处的压块，夹装稳固，避免了其他人工夹装工序，大大提升了焊接效率和焊接精度。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。