图1至图3所示，本发明的一种薄壁铝合金管端复合密封装置，包括用于支撑铝合金棒6的滚轮架组7，所述招合金棒6的一端安装三爪卡盘17上，所述招合金棒6另一端插入到薄壁铝合金管I中，铝合金棒6与薄壁铝合金管I为过盈配合，薄壁铝合金管I 一端通过薄壁夹具9安装在旋转筒10内，在铝合金棒6与薄壁铝合金管I的焊缝4的上方安装有搅拌针2，搅拌针2与搅拌头3连接，搅拌头3安装在旋转壁上，旋转臂8与旋转筒10固定连接，旋转筒10 —部分位于轴承11内，轴承11安装在固定筒12内，固定筒12通过支架13固定，支架13焊接在工作台14上；所述旋转筒10的外壁设有若干圈轮齿，轮齿与齿轮16啮合，齿轮16通过齿轮轴与电机15连接，电机15安装在工作台14上。
[0029]在本发明中，所述铝合金棒6上设有若干个环形密封槽5，靠近薄壁铝合金管I的环形密封槽5 —部分位于薄壁铝合金管I内，相邻环形密封槽5的距离不小于搅拌头3直径的1.5倍。所述环形密封槽5纵截面为等腰梯形状，远离铝合金棒6的为等腰梯形的上底，上底为下底的两倍，等腰梯形的底角为45°。所述上底长度为:当0〈dQ〈10mm时，H = 0.8d。；当10 < d0^ 50mm时，H = 0.6d。;当d。大于50_时，H = 0.4d。，d。为招合金棒66的直径。作为优选，所述铝合金棒6与薄壁铝合金管I的过盈量为δ，δ = (t-t。)X α X 1- δ。，其中，δ。= (I?2)* δ，t为装配时的温度，t。为加热前的环境温度，α为加热时工件的径向膨胀系数，I为被加热工件的内径。
[0030]在本发明中，所述铝合金棒66与薄壁铝合金管11的过盈量为δ，δ =(t-t。)X α X 1- δ。，其中，δ。= (I?2)* δ，t为装配时的温度，t。为加热前的环境温度，α为加热时工件的径向膨胀系数，I被加热薄壁铝合金管11的内径。所述铝合金棒66伸入薄壁铝合金管11的长度不小于搅拌头33直径的1.5倍，搅拌头33延伸有搅拌针2，搅拌针2的长度不小于1.5倍薄壁铝合金管11的壁厚。滚轮架组7可以调节滚轮之间的距离，以适应不同直径的管件。
[0031]一种如上述的薄壁铝合金管I端复合密封装置的密封方法，包括以下步骤:
[0032](I)根据实际需要，利用δ = (t-t。)X α X 1_ δ。确定过盈量δ，加工符合要求的铝合金棒6，根据薄壁铝合金管I壁厚选择合适的搅拌针2 ;
[0033](2)将薄壁铝合金管I通过油浴加热至100°C，铝合金棒6所处温度低于室温，然后迅速装配薄壁铝合金管I和铝合金棒6并快速冷却，使进入管内的环形密封槽5的一半宽度伸出铝合金管I端；
[0034](3)将装配好的工件一端通过三爪转盘固定，另一端通过薄壁夹具9固定在旋转筒10内，其余部分则安装在滚轮架组上随工件转动而运转；
[0035](4)先启动搅拌头3，并使其缓缓的压入被焊区域进行预热，预热结束后开始旋转旋转筒10，使搅拌针2旋转一周后停止旋转旋转筒10，缓慢的抽出搅拌头3，当搅拌针2完全脱离工件后方可停止搅拌头3的转动；
[0036](5)沿薄壁铝合金管I端切除铝合金棒6，在匙孔及环形密封槽5内填满密封胶，等待其完全凝固；
[0037](6)薄壁铝合金管I的另一端重复步骤(2)?(5)，则完成薄壁铝合金管I端两端的复合密封。
[0038]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。
【主权项】
1.一种薄壁铝合金管端复合密封装置，其特征在于:包括用于支撑铝合金棒的滚轮架组，所述铝合金棒的一端安装三爪卡盘上，所述铝合金棒另一端插入到薄壁铝合金管中，铝合金棒与薄壁铝合金管为过盈配合，薄壁铝合金管一端通过薄壁夹具安装在旋转筒内，在铝合金棒与薄壁铝合金管配合处的上方安装有搅拌针，搅拌针与搅拌头连接，搅拌头安装在旋转壁上，旋转臂与旋转筒固定连接，旋转筒一部分位于轴承内，轴承安装在固定筒内，固定筒通过支架固定，支架焊接在工作台上；所述旋转筒的外壁设有若干圈轮齿，轮齿与齿轮啮合，齿轮通过齿轮轴与电机连接，电机安装在工作台上。2.根据权利要求1所述的薄壁铝合金管端复合密封装置，其特征在于:所述铝合金棒上设有若干个环形密封槽，靠近薄壁铝合金管的环形密封槽一部分位于薄壁铝合金管内，相邻环形密封槽的距离不小于搅拌头直径的1.5倍。3.根据权利要求2所述的薄壁铝合金管端复合密封装置，其特征在于:所述环形密封槽纵截面为等腰梯形状，远离铝合金棒的为等腰梯形的上底，上底为下底的两倍，等腰梯形的底角为45°。4.根据权利要求3所述的薄壁铝合金管端复合密封装置，其特征在于:所述上底长度为:当 0<d0<10mm 时，H = 0.8d0；当 10 < d0^； 50mm 时，H = 0.6d 0； 当d。大于50mm时，H = 0.4d。，d。为招合金棒的直径。5.根据权利要求4所述的薄壁铝合金管端复合密封装置，其特征在于:所述铝合金棒与薄壁招合金管的过盈量为δ，δ = (t_t。)Xa Xl- δ。，其中，δ。= (I?2)* δ，t为装配时的温度，t。为加热前的环境温度，a为加热时工件的径向膨胀系数，I为被加热工件的内径。6.根据权利要求5所述的薄壁铝合金管端复合密封装置，其特征在于:所述铝合金棒伸入薄壁铝合金管的长度不小于搅拌头直径的1.5倍，搅拌针的长度不小于1.5倍薄壁铝合金管的壁厚。7.一种如权利要求6所述的薄壁铝合金管端复合密封装置的密封方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)根据实际需要，利用S= (t-t。)X a X 1-δ。确定过盈量δ，加工符合要求的铝合金棒，根据薄壁铝合金管壁厚选择合适的搅拌针； (2)将薄壁铝合金管通过油浴加热至100°C，铝合金棒所处温度低于室温，然后迅速装配薄壁铝合金管和铝合金棒并快速冷却，使进入管内的环形密封槽的一半宽度伸出铝合金管端; (3)将装配好的工件一端通过三爪转盘固定，另一端通过薄壁夹具固定在旋转筒内，其余部分则安装在滚轮架组上随工件转动而运转； (4)先启动搅拌头，并使其缓缓的压入被焊区域进行预热，预热结束后开始旋转旋转筒，使搅拌针旋转一周后停止旋转旋转筒，缓慢的抽出搅拌头，当搅拌针完全脱离工件后方可停止搅拌头的转动； (5)沿薄壁铝合金管端切除铝合金棒，在匙孔及环形密封槽内填满密封胶，等待其完全凝固；(6)薄壁铝合金管的另一端重复步骤(2)?(5)，则完成薄壁铝合金管端两端的复合密 封。
【专利摘要】本发明公开了一种薄壁铝合金管端复合密封装置及密封方法，包括用于支撑铝合金棒的滚轮架组，所述铝合金棒的一端安装三爪卡盘上，所述铝合金棒另一端插入到薄壁铝合金管中，铝合金棒与薄壁铝合金管为过盈配合，在铝合金棒与薄壁铝合金管配合处的上方安装有搅拌针，旋转臂与旋转筒固定连接，旋转筒一部分位于轴承内，轴承安装在固定筒内，固定筒通过支架固定；所述旋转筒的外壁设有若干圈轮齿，轮齿与齿轮啮合，齿轮通过齿轮轴与电机连接，电机安装在工作台上。本发明利用对薄壁铝合金管油浴加热使得薄壁铝合金管膨胀，将低于室温的铝合金棒插入到薄壁铝合金管中，不使用内部涨紧装置，在其他材料薄壁管件的焊接中具有通用性。
【IPC分类】B23K20/24, B23K20/12, B23K103/10, B23K20/26
【公开号】CN105127582
【申请号】CN201510557195
【发明人】姜海
【申请人】姜海
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月1日