一种摩擦焊多功能稳定杆及其加工方法与流程

本发明涉及多功能稳定杆技术领域，尤其涉及一种摩擦焊多功能稳定杆及其加工方法。

背景技术：

现在社会汽车工业发展迅速，节能减排要求不断提高，汽车轻量化的研究得到越来越广泛的重视，车辆横向稳定杆是汽车底盘中的重要部件，横向稳定杆能提高悬架倾侧角刚度，减少车身倾角，防止过大的横向倾侧，保持车身平衡，在汽车制造中扮演着重要角色，由此，对汽车制造产业中，横向稳定杆的性能要求越来越高，对于横向稳定杆的制造，空心管材代替实心材料制造稳定杆，能在制造过程中减轻汽车重量，节约原材料，减少能耗，从而达到汽车轻量化的目标，此项创新已经成为汽车加工制造业的一项重要技术，如何以最低成本、最高效率、最简工艺制造合格的空心稳定杆是汽车性能优化的研究方向，目前，多功能稳定杆扭力管两端，通常采用热敦锻技术获得，此工艺效率低，成本高、耗电量巨大、模具消耗大，设备投入大，加热过程中容易出现过烧和烧不透的情况、大大降低了生产效率和端头质量，限制了此产品产业化发展，随着科学技术的进步和国民经济的发展，对汽车多功能稳定杆的质量提出了更高的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种摩擦焊多功能稳定杆及其加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种摩擦焊多功能稳定杆，包括扭力管管身，还包括：

摩擦焊焊口，设置在扭力管管身的两端；

左扭力管焊接端头，通过摩擦焊连接在扭力管管身左端的摩擦焊焊口处；

右扭力管焊接端头，通过摩擦焊连接在扭力管管身右端的摩擦焊焊口处；

左杆片，连接在左扭力管焊接端头上；

右杆片，连接在右扭力管焊接端头上；

左胶芯，连接在左杆片远离左扭力管焊接端头的一端；

右胶芯，连接在右杆片远离右扭力管焊接端头的一端。

优选的，所述左杆片和右杆片的上方均设有第一圆孔，所述左扭力管焊接端头和右扭力管焊接端头均连接在第一圆孔内。

优选的，所述左杆片和右杆片的底部均设有第二圆孔，所述左胶芯和右胶芯均连接在第二圆孔内。

优选的，所述左杆片和右杆片上的第二圆孔的内壁分别连接有第一钢套和第二钢套，所述第一钢套和第二钢套内分别转动连接有第一固定轴和第二固定轴，所述左胶芯和右胶芯分别连接在第一固定轴和第二固定轴上。

优选的，所述第一圆孔和第二圆孔内分部设有第一焊缝和第二焊缝，所述左扭力管焊接端头和右扭力管焊接端头均通过第一焊缝与左杆片和右杆片焊接，所述第一钢套和第二钢套均通过第二焊缝与左杆片和右杆片焊接。

优选的，所述左杆片和右杆片靠近左扭力管焊接端头和右扭力管焊接端头的一端厚度大于其靠近左胶芯和右胶芯一端的厚度。

一种摩擦焊多功能稳定杆的加工方法，采用以下步骤操作：

s1，首先将厚壁大直径管材作为扭力管管身两端的左扭力管焊接端头和右扭力管焊接端头装夹在摩擦焊机的主轴头夹具内；

s2，然后将扭力管管身装夹固定；

s3，启动摩擦焊机，根据设定的焊接程序将左扭力管焊接端头和右扭力管焊接端头与扭力管管身焊接在一起。

优选的，步骤s3中的焊接程序包括一级摩擦、二级摩擦、顶锻和保压。

优选的，焊接程序中的一级摩擦时间为3s，压力为2吨；二级摩擦时间为40s，压力为5吨；顶锻压力为20吨；保压时间为10s。

与现有技术相比，本发明提供了一种摩擦焊多功能稳定杆及其加工方法，具备以下有益效果：

1、该摩擦焊多功能稳定杆，首先将厚壁大直径管材作为扭力管两端的左扭力管焊接端头和右扭力管焊接端头，装夹在摩擦焊机的主轴头夹具内，然后将扭力管管身装夹固定，开动摩擦焊机，根据预先设定的焊接程序：一级摩擦--二级摩擦--顶锻--保压；使两端的左扭力管焊接端头和右扭力管焊接端头材料与扭力管管身焊接为一体，焊缝质量高于母材，疲劳循环次数达到80-100万次；此新工艺多功能稳定杆是在普通电热敦锻结构的基础上优化而来，在原有的工艺和设计基础上，改变外形成型工艺和结构连接方式，首创为摩擦焊工艺，设计为高强度、高可靠性新工艺多功能稳定杆，高效率和低成本、低投入，提高了客户的利益，采用两个独立的大外径端头，且端头材料和扭力管管身的材料成分接近或相同，端头外形通过机加工而成；采用的两个独立的大外径端头，通过摩擦焊机和扭力管管身摩擦焊接而成；摩擦参数采用：一级摩擦时间为3s，压力为2吨；二级摩擦时间为40s，压力为5吨；顶锻压力为20吨，保压时间为10s；这种新工艺新结构多功能稳定杆的优点是：质量稳定，无过烧现象，材料不受破坏；焊接强度高于母材，焊接强度有保证；焊接效率比电热敦锻提高10倍；焊接成本比电热敦锻降低10倍。

2、该摩擦焊多功能稳定杆，采用大吨位摩擦焊机，提高了焊接速度和强度，稳定杆安全系数同步提高；此工艺和结构设计，稳定杆外形简洁，工艺简单，加工迅速，设备投入小，成本低廉，无烟雾粉尘产生，符合节能减排环保要求，整个生产过程在摩擦焊流水线上一次焊接完成，实现了自动化作业，在流水线上工艺过程稳定性好，零件焊接部位无夹渣、气孔、渣滓过烧等缺陷，产品合格率高。

3、该摩擦焊多功能稳定杆，结构简单，不用设锻造拔模斜度，重量轻，质量稳定，无过烧现象，材料不受破坏，无锻造缺陷，取代电热墩头工艺和结构设计，在多功能稳定杆领域属于国内首次采用，焊接强度高于母材，工艺简单，成品率高，焊接效率比电热敦锻提高10倍，焊接成本比电热敦锻降低10倍，采用大吨位摩擦焊机，提高了焊接速度和强度，稳定杆安全系数同步提高，且工艺简单，加工迅速，设备投入小，成本低廉，无烟雾粉尘产生，符合节能减排环保要求，整个生产过程在摩擦焊流水线上一次焊接完成，实现了自动化作业，在流水线上工艺过程稳定性好，零件焊接部位无夹渣、气孔、渣滓过烧等缺陷，产品合格率高。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明中采用的摩擦焊接具有能量密度高、热输入量低、焊接速度快、焊缝热影响区窄、焊接变形小效率高，焊接质量高于母材等优点，从而有利于提高汽车多功能稳定杆的接头质量和降低制作成本。

附图说明

图1为本发明提出的一种摩擦焊多功能稳定杆的结构示意图1；

图2为本发明提出的一种摩擦焊多功能稳定杆的结构示意图2；

图3为本发明提出的一种摩擦焊多功能稳定杆的结构示意图3；

图4为本发明提出的一种摩擦焊多功能稳定杆图3中a部分的结构示意图；

图5为本发明提出的一种摩擦焊多功能稳定杆图3中b部分的结构示意图。

图中：1、左胶芯；101、右胶芯；102、第一钢套；103、第二钢套；104、第一固定轴；105、第二固定轴；2、左杆片；201、右杆片；202、第一圆孔；203、第二圆孔；204、第一焊缝；205、第二焊缝；3、左扭力管焊接端头；301、右扭力管焊接端头；4、摩擦焊焊口；5、扭力管管身。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参照图1-5，一种摩擦焊多功能稳定杆，包括扭力管管身5，还包括：

摩擦焊焊口4，设置在扭力管管身5的两端；

左扭力管焊接端头3，通过摩擦焊连接在扭力管管身5左端的摩擦焊焊口4处；

右扭力管焊接端头301，通过摩擦焊连接在扭力管管身5右端的摩擦焊焊口4处；采用摩擦焊工艺，可设计为高强度、高可靠性的新工艺多功能稳定杆；

左杆片2，连接在左扭力管焊接端头3上；

右杆片201，连接在右扭力管焊接端头301上；

左胶芯1，连接在左杆片2远离左扭力管焊接端头3的一端；

右胶芯101，连接在右杆片201远离右扭力管焊接端头301的一端。

左杆片2和右杆片201的上方均设有第一圆孔202，左扭力管焊接端头3和右扭力管焊接端头301均连接在第一圆孔202内。

左杆片2和右杆片201的底部均设有第二圆孔203，左胶芯1和右胶芯101均连接在第二圆孔203内。

左杆片2和右杆片201上的第二圆孔203的内壁分别连接有第一钢套102和第二钢套103，第一钢套102和第二钢套103内分别转动连接有第一固定轴104和第二固定轴105，左胶芯1和右胶芯101分别连接在第一固定轴104和第二固定轴105上。

第一圆孔202和第二圆孔203内分部设有第一焊缝204和第二焊缝205，左扭力管焊接端头3和右扭力管焊接端头301均通过第一焊缝204与左杆片2和右杆片201焊接，第一钢套102和第二钢套103均通过第二焊缝205与左杆片2和右杆片201焊接，且第一焊缝204和第二焊缝205处均采用摩擦焊工艺，可使焊接效果更好。

左杆片2和右杆片201靠近左扭力管焊接端头3和右扭力管焊接端头301的一端厚度大于其靠近左胶芯1和右胶芯101一端的厚度。

本发明中，首先将厚壁大直径管材作为扭力管管身5两端的左扭力管焊接端头3和右扭力管焊接端头301，装夹在摩擦焊机的主轴头夹具内，然后将扭力管管身5装夹固定，开动摩擦焊机，根据预先设定的焊接程序：一级摩擦--二级摩擦--顶锻--保压；使两端的左扭力管焊接端头3和右扭力管焊接端头301材料与扭力管管身5焊接为一体，焊缝质量高于母材，疲劳循环次数达到80-100万次；此新工艺多功能稳定杆是在普通电热敦锻结构的基础上优化而来，在原有的工艺和设计基础上，改变外形成型工艺和结构连接方式，首创为摩擦焊工艺，设计为高强度、高可靠性新工艺多功能稳定杆，高效率和低成本、低投入，提高了客户的利益，采用两个独立的大外径端头，且端头材料和扭力管管身5的材料成分接近或相同，端头外形通过机加工而成；采用的两个独立的大外径端头，通过摩擦焊机和扭力管管身5摩擦焊接而成；摩擦参数采用：一级摩擦时间为3s，压力为2吨；二级摩擦时间为40s，压力为5吨；顶锻压力为20吨，保压时间为10s；这种新工艺新结构多功能稳定杆的优点是：质量稳定，无过烧现象，材料不受破坏；焊接强度高于母材，焊接强度有保证；焊接效率比电热敦锻提高10倍；焊接成本比电热敦锻降低10倍。

本发明中，采用大吨位摩擦焊机，提高了焊接速度和强度，稳定杆安全系数同步提高；此工艺和结构设计，稳定杆外形简洁，工艺简单，加工迅速，设备投入小，成本低廉，无烟雾粉尘产生，符合节能减排环保要求，整个生产过程在摩擦焊流水线上一次焊接完成，实现了自动化作业，在流水线上工艺过程稳定性好，零件焊接部位无夹渣、气孔、渣滓过烧等缺陷，产品合格率高。

本发明中，结构简单，不用设锻造拔模斜度，重量轻，质量稳定，无过烧现象，材料不受破坏，无锻造缺陷，取代电热墩头工艺和结构设计，在多功能稳定杆领域属于国内首次采用，焊接强度高于母材，工艺简单，成品率高，焊接效率比电热敦锻提高10倍，焊接成本比电热敦锻降低10倍，采用大吨位摩擦焊机，提高了焊接速度和强度，稳定杆安全系数同步提高，且工艺简单，加工迅速，设备投入小，成本低廉，无烟雾粉尘产生，符合节能减排环保要求，整个生产过程在摩擦焊流水线上一次焊接完成，实现了自动化作业，在流水线上工艺过程稳定性好，零件焊接部位无夹渣、气孔、渣滓过烧等缺陷，产品合格率高。

实施例2：

一种摩擦焊多功能稳定杆的加工方法，采用以下步骤操作：

s1，首先将厚壁大直径管材作为扭力管管身5两端的左扭力管焊接端头3和右扭力管焊接端头301装夹在摩擦焊机的主轴头夹具内；

s2，然后将扭力管管身5装夹固定；

s3，启动摩擦焊机，根据设定的焊接程序将左扭力管焊接端头3和右扭力管焊接端头301与扭力管管身5焊接在一起。

步骤s3中的焊接程序包括一级摩擦、二级摩擦、顶锻和保压。

焊接程序中的一级摩擦时间为3s，压力为2吨；二级摩擦时间为40s，压力为5吨；顶锻压力为20吨；保压时间为10s。

本发明中，首先将厚壁大直径管材作为扭力管管身5两端的左扭力管焊接端头3和右扭力管焊接端头301，装夹在摩擦焊机的主轴头夹具内，然后将扭力管管身5装夹固定，开动摩擦焊机，根据预先设定的焊接程序：一级摩擦--二级摩擦--顶锻--保压；使两端的左扭力管焊接端头3和右扭力管焊接端头301材料与扭力管管身5焊接为一体，焊缝质量高于母材，疲劳循环次数达到80-100万次；此新工艺多功能稳定杆是在普通电热敦锻结构的基础上优化而来，在原有的工艺和设计基础上，改变外形成型工艺和结构连接方式，首创为摩擦焊工艺，设计为高强度、高可靠性新工艺多功能稳定杆，高效率和低成本、低投入，提高了客户的利益，采用两个独立的大外径端头，且端头材料和扭力管管身5的材料成分接近或相同，端头外形通过机加工而成；采用的两个独立的大外径端头，通过摩擦焊机和扭力管管身5摩擦焊接而成；摩擦参数采用：一级摩擦时间为3s，压力为2吨；二级摩擦时间为40s，压力为5吨；顶锻压力为20吨，保压时间为10s；这种新工艺新结构多功能稳定杆的优点是：质量稳定，无过烧现象，材料不受破坏；焊接强度高于母材，焊接强度有保证；焊接效率比电热敦锻提高10倍；焊接成本比电热敦锻降低10倍。

本发明结构简洁，不用设锻造拔模斜度，重量轻，质量稳定，无过烧现象，材料不受破坏，无锻造缺陷，取代了电热墩头工艺和结构设计，焊接强度高于母材，工艺简单，成品率高，焊接效率比电热敦锻提高10倍，焊接成本比电热敦锻降低10倍，采用大吨位摩擦焊机，提高了焊接速度和强度，稳定杆安全系数同步提高，工艺简单，加工迅速，设备投入小，成本低廉，无烟雾粉尘产生，符合节能减排环保要求，整个生产过程在摩擦焊流水线上一次焊接完成，实现了自动化作业，在流水线上工艺过程稳定性好，零件焊接部位无夹渣、气孔、渣滓过烧等缺陷，产品合格率高。

由于当前国内外重卡底盘多功能稳定杆采用的是电热墩头生产工艺，存在设备投入大，占用厂房面积大，墩头结构设计，存在锻造缺陷和材料利用率低，重量大，零部件结构和锻造模具工艺设计复杂，轻量化优势不明显，生产价格较高，市场经济性和竞争力较差，因此市场迫切需要有更加合理更加节能、价格低廉的轻量化新系统应用于重卡市场，使其重量更轻，受力更为合理，更加适应当前市场轻量化和节能减排的发展需求；针对以上技术问题，以国内现有的技术为基础，结合国外牵引车悬架技术，设计研发了此轻量化多功能摩擦焊稳定杆，此技术的设计研发促进了国内牵引车行业的发展。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。