技术特征：
1.一种钢质活塞摩擦焊装置，包括用以装夹裙部待焊件(01)的裙部工装(1)和用以装夹头部待焊件(02)的头部工装(2)，所述裙部工装(1)包括第一底盘(11)和固定于所述第一底盘(11)、用以与裙部待焊件(01)上的顶锻支承肩(011)接触相抵的弹簧套筒(12)，所述头部工装(2)包括第二底盘(21)，其特征在于，所述裙部工装(1)还包括固定于所述第一底盘(11)并与所述弹簧套筒(12)同轴设置、用以定位裙部待焊件(01)以调节裙部待焊件(01)相对于所述第一底盘(11)的轴线的偏差并能够在焊接时挤压裙部待焊件(01)的顶芯(13)；所述头部工装(2)还包括固定于所述第二底盘(21)、用以定位头部待焊件(02)以调节头部待焊件(02)相对于所述第二底盘(21)的轴线的偏差的中心定位块(22)。2.根据权利要求1所述的钢质活塞摩擦焊装置，其特征在于，所述顶芯(13)包括：用以当焊接时沿所述顶芯(13)的轴向挤压裙部待焊件(01)内腔面的仿形定位块(131)；与所述仿形定位块(131)相连并与所述第一底盘(11)连接的定位圆盘(132)。3.根据权利要求2所述的钢质活塞摩擦焊装置，其特征在于，所述仿形定位块(131)包括：两个设于所述仿形定位块(131)的前端、用以与裙部待焊件(01)内腔面以预设间隙设置的顶锻面(1311)。4.根据权利要求3所述的钢质活塞摩擦焊装置，其特征在于，所述预设间隙的范围为0.3-0.5mm。5.根据权利要求4所述的钢质活塞摩擦焊装置，其特征在于，所述仿形定位块(131)还包括：两个与所述顶锻面(1311)一一对应设置并相连、用以分别与裙部待焊件(01)的上、下端内侧壁配合的第一定位面(1312)；两个用以分别与裙部待焊件(01)的左、右侧内侧壁配合的第二定位面(1313)；设于两个所述顶锻面(1311)之间、用以与裙部待焊件(01)的中心通孔配合的定位凸起(1314)。6.根据权利要求5所述的钢质活塞摩擦焊装置，其特征在于，任一所述顶锻面(1311)和与其相连的所述第一定位面(1312)通过圆弧面过渡。7.根据权利要求6所述的钢质活塞摩擦焊装置，其特征在于，所述弹簧套筒(12)上设有若干个沿所述弹簧套筒(12)的周向均匀分布、用以与所述第一底盘(11)上的矩形定位块(111)配合连接的第一定位槽(121)，所述定位圆盘(132)远离所述仿形定位块(131)的一侧设有若干个与所述第一定位槽(121)一一对应设置、用以供所述矩形定位块(111)嵌入配合的第二定位槽(1321)。8.根据权利要求7所述的钢质活塞摩擦焊装置，其特征在于，所述顶芯(13)的中心设有用以连接所述顶芯(13)和所述第一底盘(11)的内六角螺栓(14)。9.根据权利要求1至8任一项所述的钢质活塞摩擦焊装置，其特征在于，所述顶芯(13)还设有用以向裙部待焊件(01)和头部待焊件(02)的焊接面输送氮气以防止焊接面氧化的氮气通道。10.一种钢质活塞摩擦焊方法，其特征在于，包括：获取头部待焊件(02)和具有顶锻支承肩(011)的裙部待焊件(01)；
通过头部工装(2)装夹所述头部待焊件(02)，通过裙部工装(1)装夹所述裙部待焊件(01)；通过所述裙部工装(1)带动所述裙部待焊件(01)碰撞所述头部待焊件(02)后使所述裙部待焊件(01)与所述头部待焊件(02)保持预设间距；通过所述头部工装(2)带动所述头部待焊件(02)旋转；通过所述裙部工装(1)带动所述裙部待焊件(01)在预设焊接压力下与所述头部待焊件(02)摩擦焊接；通过所述裙部工装(1)施加预设时长的预设顶锻压力。
技术总结
本发明公开了一种钢质活塞摩擦焊装置，包括裙部工装和头部工装，裙部工装包括第一底盘、弹簧套筒和固定于第一底盘并与弹簧套筒同轴设置、用以定位裙部待焊件以调节裙部待焊件相对于第一底盘的轴线的偏差并能够在焊接时挤压裙部待焊件的顶芯；头部工装包括第二底盘和固定于第二底盘、用以定位头部待焊件以调节头部待焊件相对于第二底盘的轴线的偏差的中心定位块。本发明还公开了一种应用于上述钢质活塞摩擦焊装置的方法。上述钢质活塞摩擦焊装置可以减小焊接前活塞头部、裙部相对于焊接设备轴线的偏差，并可以改善焊接过程中活塞焊接面受力的均匀性、一致性，从而可以有效地解决钢制活塞摩擦焊接同轴度、焊接飞边质量差和焊缝强度低的技术难题。缝强度低的技术难题。缝强度低的技术难题。
技术研发人员：刘亚辉 张亮亮 崔巍 杨凌强 王鹏霏 孙贝贝 王志永 陕爱军 张晓帅 李灿 牛建华 张健 李蛟龙
受保护的技术使用者：中内凯思汽车新动力系统有限公司
技术研发日：2020.04.07
技术公布日：2021/10/11