[实用新型]一种双直缝搅拌摩擦焊装置

说明书

技术领域

本实用新型属于摩擦焊接设备领域，更具体地说，涉及一种双直缝搅拌摩擦焊装置。

背景技术

摩擦焊是实现焊接的固态焊接方法，它是在恒定或递增压力以及扭矩的作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热，使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在顶锻压力的作用下，伴随材料产生塑性变形及流动，通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接方法。搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样，也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源，不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状(如带螺纹圆柱体)的搅拌针伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化，同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。

搅拌摩擦焊方法由于其生产率高、质量好获得了广泛的工程应用，多应用于镁铝合金焊接，但焊接的对象主要是回转形零件。目前搅拌摩擦焊最常用的就是进行管道的焊接，尤其是大尺寸的管道，由于其直径很大(可达1米以上)，无法直接生产，现有技术都是通过两块平板卷制成半圆形，再将它们组对焊接成型，由于其焊缝为直线，非常适合采用搅拌摩擦焊。但是目前的搅拌摩擦焊设备基本只能进行单焊缝的焊接，在焊接上述管道时，只能先焊完一侧的焊缝，再调整管道位置焊接另一侧焊缝，费时费力，效率低下，而且上下两个半圆弧板容易错位，焊接精度低。

现有技术中已有很多关于搅拌摩擦的专利，如中国专利申请号为：201310316992.4，公开日为：2013年12月11日的专利文献，公开了一种搅拌摩擦焊装置，包括搅拌头和深冷处理单元，该深冷处理单元包括在工件焊缝上方顺序设置的低温回火箱和深冷处理箱，低温回火箱和深冷处理箱在焊接方向上规律性地移动；液氮储罐以及将深冷处理箱连接到液氮储罐上的输液管.该装置还包括分别与深冷处理箱和低温回火箱连接的控制单元，用于对深冷处理箱和低温回火箱的升降温速率、保温时间和处理温度的控制。该方案提供的搅拌摩擦焊装置通过在工件焊缝上方设置深冷处理箱和低温回火箱，以便在搅拌摩擦焊的过程中对工件实时进行深冷处理与低温回火相结合的冷热循环处理，通过冷热循环处理降低焊接过程中产生的热应力，提高焊接件的尺寸稳定性，并改善其机械性能。但是它用于大尺寸管道的焊接时，焊接效率和焊接质量都不能得到保证，不适合于大尺寸管道的焊接。

另外，在焊接过程中由于存在温度梯度，所以焊缝附近必然会产生一定的热应力从而导致变形，目前的搅拌摩擦焊设备对于管道的焊接还没有提出好的解决方法。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有搅拌摩擦焊装置焊接大尺寸管道效率低的问题，本实用新型提供一种双直缝搅拌摩擦焊装置，采用双搅拌摩擦焊机头对大尺寸管道两侧焊缝同时进行焊接，避免工件未焊透的缺陷，顶锻力可相互抵消，大大提到焊接效率，且由于两侧对称焊接，管道焊接变形相对较小，焊接质量得到提高。另外，该装置焊接时对管道进行固定支撑，防止焊接错位，焊接精度高，且进一步降低焊接变形。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种双直缝搅拌摩擦焊装置，包括工作台和下托块；所述的下托块安装在工作台上，它设有用于放置待焊管道的圆弧形凹槽；所述工作台的两侧各设有一个轨道，每个轨道上滑动设置有一个滑座，滑座上安装有搅拌摩擦焊机头，当待焊接的上下两个圆弧板组成完整的管道放置在下托块的凹槽中时，搅拌摩擦焊机头与管道的接缝位置相对。

作为本实用新型的进一步改进，还包括上压块；所述上压块设有开口向下的圆弧形凹槽，通过该凹槽，上压块压在管道的上侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述的上压块的两端各设有一个耳板，耳板上设有上螺孔，下托块的凹槽内对应地设有下螺孔，通过穿过上螺孔和下螺孔的螺柱将上压块和下托块连接并拉紧，从而将待焊管道压紧在上压块和下托块之间。

作为本实用新型的进一步改进，还包括内承托机构；所述的内承托机构包括固定座，固定座的两侧沿长度方向对称设有多个液压缸，两侧的液压缸分别连接一个半圆块；焊接时，内承托机构位于管道内，并通过液压缸驱动半圆块压在管道的内壁上。

作为本实用新型的进一步改进，所述的半圆块的圆弧形面上设有豁口，当半圆块压在管道内壁上时，豁口位于管道的接缝处。

作为本实用新型的进一步改进，所述的固定座通过支撑腿安装有滚轮。