[发明专利]一种摩擦焊夹具

说明书

本发明公开了一种摩擦焊夹具，包括底座和对称设置于底座上方两边的两压紧机构；压紧机构包括立柱、用于压紧工件顶部的顶部压紧组件和用于压紧工件侧面的侧面压紧组件；立柱安装于底座的上方；顶部压紧组件包括电机、导轨、丝杆、滑块、第一升降部、顶固定板、顶移动块、顶柔性压板、第二升降部和第一弹簧；电机安装于立柱内；导轨水平安装于立柱内侧面的上方；丝杆与电机转动连接，滑块滑动安装于导轨上，滑块的底部连接有螺母，螺母外套丝杆；滑块内端的底部与第一升降部的上方相连接；第一升降部的下方与顶固定板相连接；滑块与顶固定板之间通过第二升降部相连接。本发明方便待焊接工件的固定，能适用于批量化生产和薄板类工件的摩擦焊接。

技术领域

本发明涉及摩擦焊技术领域，尤其是涉及一种摩擦焊夹具。

背景技术

摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。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。

搅拌摩擦焊是利用一种非耗损的特殊形状的搅拌头，旋转着插入待焊接工件，然后沿着被焊工件的待焊界面向前移动，通过搅拌头对材料的搅拌、摩擦，使待焊材料加热至热塑性状态，在搅拌头高速旋转的带动下，处于塑性状态的材料环绕搅拌头由前向后转移，同时结合搅拌头对焊缝金属的挤压作用，在热-机联合作用下材料扩散连接形成致密的金属间固相连接。搅拌摩擦焊具有如下主要优点：1、焊接过程中也不需要其它焊接消耗材料，如焊条、焊丝、焊剂及保护气体等，唯一消耗的是焊接搅拌头。2、与熔焊方法相比，搅拌摩擦焊过程没有飞溅、烟尘、以及弧光辐射等对人体的危害；焊接过程不需要电流、电压的参与，没有高的触电危险等。3、由于搅拌摩擦焊接时的温度相对较低，因此焊接后结构的残余应力或变形也较熔化焊小得多。

为保证摩擦搅拌焊接的质量以及焊接过程中待焊接工件的稳定性，需要制作专的夹具对待焊接工件进行固定。为此专利文献CN201721625920.8公开的一种便于对工件加热的搅拌摩擦焊夹具，以实现对待焊接工件的固定，但其上各压紧机构均需操作者通过工具一一紧固和拆卸，装拆效率低，生产效率低，不适用于批量化生产，同时当待焊接工件表面不平整时，各压紧机构压紧待焊接工件，会存在受压面积小，应力集中，特别待焊接工件为薄板结构时，容易变形，甚至报废，因此此摩擦焊夹具不适用于薄板类工件的摩擦焊接。

另外，搅拌摩擦焊实质上是一个金属在摩擦搅拌作用下升温软化，发生超塑性流动，这就需要金属被充分地加热，现是通过在搅拌头上设置加热装置，但其不能解决根本问题。为此上述专利文献通过在待焊接的左右待焊接工件底部安装电加热元件以实现对待焊接工件的加热，其中电加热元件嵌入安装槽内，装拆费时费力，且电加热元件一般是采用电阻丝加热，而这种加热方式通常存在发热慢、发热不均匀、能耗较大且用电不安全的缺点。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种摩擦焊夹具，本发明结构稳定可靠，方便待焊接工件的固定，装拆效率高，提高生产效率，能适用于批量化生产，且也适用于薄板类工件的摩擦焊接，同时对待焊接工件进行加热，以提高焊接质量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种摩擦焊夹具，包括底座和对称设置于所述底座上方两边的两压紧机构；所述压紧机构包括立柱、用于压紧工件顶部的顶部压紧组件和用于压紧工件侧面的侧面压紧组件；所述立柱安装于所述底座的上方；所述顶部压紧组件包括电机、导轨、丝杆、滑块、第一升降部、顶固定板、顶移动块、顶柔性压板、第二升降部和第一弹簧；所述电机安装于所述立柱内；所述导轨水平安装于所述立柱内侧面的上方；所述丝杆与所述电机转动连接，所述滑块滑动安装于所述导轨上，所述滑块的底部连接有螺母，所述螺母外套所述丝杆；所述滑块内端的底部与所述第一升降部的上方相连接；所述第一升降部的下方与所述顶固定板相连接；所述滑块与所述顶固定板之间通过所述第二升降部相连接；所述第二升降部外套所述第一弹簧；所述第一弹簧处于压缩状态；所述顶固定板上移动安装有至少一个所述顶移动块；所述顶移动块下方连接有所述顶柔性压板。