本技術(shù)屬于焊接設(shè)備，具體涉及一種扁鉆焊接裝置及其焊接方法。

背景技術(shù)：

1、摩擦焊是一種固相壓焊方法，它利用焊件接觸端面之間的摩擦產(chǎn)生的熱量，使端面達(dá)到熱塑性狀態(tài)，隨后，迅速施加頂鍛力，從而實現(xiàn)焊接，摩擦焊具有以下顯著優(yōu)點：

2、(1)焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊件尺寸精度高，接頭廢品率明顯低于電阻對焊和閃光對焊；

3、(2)焊縫本身應(yīng)力小，焊出的零件直線度高；

4、(3)可以焊接不同種類的金屬，例如碳素鋼與不銹鋼、高速鋼之間的連接，以及銅與不銹鋼、銅與鋁、鋁與鋼、鋼與鋯等之間的連接；

5、(4)焊件無需特殊的清理處理；

6、(5)易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，操作簡單，焊接工作場地?zé)o火花、弧光及有害氣體；

7、盡管摩擦焊具有多種優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中，它也存在以下限制和問題：

8、(1)當(dāng)焊接零件的頭部不平整或中間凸出時，必須先進(jìn)行車加工工序，否則，零件可能會產(chǎn)生劇烈的振動，或者中間接觸面的線速度不足，導(dǎo)致摩擦熱量不足，從而無法焊接；

9、(2)盤裝零件和薄壁零件由于無法承受較大的頂鍛壓力，容易發(fā)生變形；

10、(3)受焊機(jī)主軸電機(jī)功率的限制，目前摩擦焊可焊接的最大截面為20000平方毫米，而大功率摩擦焊機(jī)的一次性投資費(fèi)用較高；

11、(4)受主軸轉(zhuǎn)速的限制，在焊接直徑6mm以下的棒料時，為達(dá)到所需的摩擦線速度，主軸轉(zhuǎn)速可能高達(dá)6萬轉(zhuǎn)，這超出了普通軸承的轉(zhuǎn)速上限，從而導(dǎo)致成本顯著增加；

12、(5)當(dāng)焊接大質(zhì)量的零件時，電機(jī)的大部分功率用于加速工件旋轉(zhuǎn)，焊接完成后，這部分動能需要通過剎車來消耗，導(dǎo)致能量利用效率降低；

13、(6)當(dāng)焊接硬度差異較大的材料時，較軟的材料在達(dá)到焊接溫度時可能已經(jīng)被硬材料擠壓過度，導(dǎo)致形成較大的飛邊，從而降低了材料的利用率；

14、(7)當(dāng)焊材為淬硬鋼材時，摩擦焊的焊接縫可能是一個很窄的退火狀態(tài)的軟鋼區(qū)域，在運(yùn)輸和加工過程中，應(yīng)力可能會集中在焊縫區(qū)域，導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)金屬疲勞；

15、為此我們提出一種扁鉆焊接裝置及其焊接方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的在于提供一種扁鉆焊接裝置及其焊接方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

3、一種扁鉆焊接裝置，包括箱體，所述箱體上設(shè)置有扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)、扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)、驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和飛邊車刀機(jī)構(gòu)，所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之間，所述飛邊車刀機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)的上方，所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上連接正極導(dǎo)線，所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)上連接負(fù)極導(dǎo)線，所述正極導(dǎo)線和所述負(fù)極導(dǎo)線外接有直流電源；

4、所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)用于夾持扁鉆工件；

5、所述扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)用于輔助移動所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)，使所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)向所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)移動；

6、所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于夾持待焊接工件，并驅(qū)動帶動所述待焊接工件旋轉(zhuǎn)；

7、所述扁鉆工件和所述待焊接工件之間通過正極導(dǎo)線和負(fù)極導(dǎo)線形成低壓脈沖直流電，并通過所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將所述待焊接工件旋轉(zhuǎn)摩擦焊接在所述扁鉆工件上；

8、所述飛邊車刀機(jī)構(gòu)用于對所述扁鉆工件和所述待焊接工件的焊接飛邊進(jìn)行刀削處理。

9、優(yōu)選的，所述扁鉆工件包括扁鉆部和圓桿段，所述扁鉆部和所述圓桿段為一體式結(jié)構(gòu)，所述扁鉆部設(shè)置在所述扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)上，所述圓桿段設(shè)置在所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)上。

10、優(yōu)選的，所述扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)包括氣缸支架、抵接氣缸、導(dǎo)向滑軌、抵接滑座和定位抵接座；

11、所述氣缸支架設(shè)置在所述箱體的一側(cè)，所述抵接氣缸設(shè)置在所述氣缸支架上，所述導(dǎo)向滑軌設(shè)置在所述箱體上，所述抵接滑座設(shè)置在所述導(dǎo)向滑軌上，所述定位抵接座設(shè)置在所述抵接滑座上，所述抵接氣缸的輸出端與所述抵接滑座連接，所述定位抵接座上開設(shè)有定位放置槽，所述扁鉆部定位放置在所述定位放置槽內(nèi)。

12、優(yōu)選的，所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述抵接滑座上，所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)包括底板、夾持座、夾持氣缸和夾持塊；

13、所述底板設(shè)置在所述箱體上，所述夾持座和所述夾持氣缸對稱設(shè)置在所述底板上，所述夾持塊設(shè)置在所述夾持氣缸的輸出端，所述夾持塊和所述夾持座夾持固定所述圓桿段；

14、所述底板連接負(fù)極導(dǎo)線。

15、優(yōu)選的，所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)安裝板、驅(qū)動電機(jī)、傳動皮帶、驅(qū)動主軸、支撐座和旋轉(zhuǎn)軸座；

16、所述驅(qū)動電機(jī)通過所述電機(jī)安裝板安裝在所述箱體內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)軸座通過所述支撐座安裝在所述箱體上，所述驅(qū)動主軸安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸座上，所述驅(qū)動電機(jī)的輸出端和所述驅(qū)動主軸通過所述傳動皮帶傳動連接。

17、優(yōu)選的，所述驅(qū)動主軸通過彈簧夾頭夾持有所述待焊接工件，且所述待焊接工件和所述扁鉆工件上的所述圓桿段對齊設(shè)置。

18、優(yōu)選的，所述支撐座和所述旋轉(zhuǎn)軸座之間設(shè)置有絕緣隔墊，所述旋轉(zhuǎn)軸座上通過碳刷連接導(dǎo)電火線，所述驅(qū)動主軸上設(shè)置有與所述碳刷連接的導(dǎo)電盤。

19、優(yōu)選的，所述飛邊車刀機(jī)構(gòu)包括橫向?qū)к?、橫向調(diào)節(jié)板、橫向調(diào)節(jié)氣缸、縱向?qū)к墶⒖v向調(diào)節(jié)板、縱向調(diào)節(jié)氣缸和車刀；

20、所述橫向調(diào)節(jié)板通過所述橫向?qū)к壈惭b在所述箱體上，所述橫向調(diào)節(jié)氣缸安裝在所述箱體上，所述橫向調(diào)節(jié)氣缸的輸出端與所述橫向調(diào)節(jié)板連接；

21、所述縱向調(diào)節(jié)板通過所述縱向?qū)к壈惭b在所述橫向調(diào)節(jié)板上，所述縱向調(diào)節(jié)氣缸安裝在所述箱體上，所述縱向調(diào)節(jié)氣缸的輸出端與所述縱向調(diào)節(jié)板連接；

22、所述車刀設(shè)置在所述縱向調(diào)節(jié)板上。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

24、1、焊接開始靠電火花燒蝕焊接面，使焊接面平整，省去兩個工件焊接表面兩道預(yù)加工工序；

25、2、焊接時有電火花分擔(dān)加熱，工件頂鍛的壓力可將到十分之一以下，薄弱工件也可焊接；

26、3、焊接熱量主要由電火花電弧提供，大型焊接主軸的功率可將至百分只一，設(shè)備成本降低；

27、4、焊接熱量主要由電火花電弧提供，小直徑棒料焊接轉(zhuǎn)速從六萬轉(zhuǎn)每分種，將至三千轉(zhuǎn)每分鐘，普通滾珠軸承即可承載；

28、5、焊接熱量主要由電火花電弧提供，焊接轉(zhuǎn)速降低，驅(qū)動大質(zhì)量工件的能量，成指數(shù)級降低，能量利用率提高；

29、6、當(dāng)焊接硬度相差大的材料時，電火花預(yù)熱兩邊工件，工件受到的頂鍛力小，不會在預(yù)熱時被過度擠出焊接區(qū)；

30、7、本實用新型的加熱退火處理，只需控制電流即可實現(xiàn)，順帶解決淬火材料的焊接問題；

31、8、由于工件焊接面平整，驅(qū)動主軸404轉(zhuǎn)速降低，頂鍛壓力降低，整個設(shè)備的剛性也可以降低，可以使用開式結(jié)構(gòu)，節(jié)省成本，方便操作。

技術(shù)特征：

1.一種扁鉆焊接裝置，其特征在于，包括箱體（1），所述箱體（1）上設(shè)置有扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)（2）、扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)（3）、驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（4）和飛邊車刀機(jī)構(gòu)（5），所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)（2）設(shè)置在所述扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)（3）和所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（4）之間，所述飛邊車刀機(jī)構(gòu)（5）設(shè)置在所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)（2）的上方，所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（4）上連接正極導(dǎo)線，所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)（2）上連接負(fù)極導(dǎo)線，所述正極導(dǎo)線和所述負(fù)極導(dǎo)線外接有直流電源；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扁鉆焊接裝置，其特征在于：所述扁鉆工件（6）包括扁鉆部（601）和圓桿段（602），所述扁鉆部（601）和所述圓桿段（602）為一體式結(jié)構(gòu)，所述扁鉆部（601）設(shè)置在所述扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)（3）上，所述圓桿段（602）設(shè)置在所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)（2）上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種扁鉆焊接裝置，其特征在于：所述扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)（3）包括氣缸支架（301）、抵接氣缸（302）、導(dǎo)向滑軌（303）、抵接滑座（304）和定位抵接座（305）；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種扁鉆焊接裝置，其特征在于：所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)（2）設(shè)置在所述抵接滑座（304）上，所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)（2）包括底板（201）、夾持座（202）、夾持氣缸（203）和夾持塊（204）；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種扁鉆焊接裝置，其特征在于：所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（4）包括電機(jī)安裝板（401）、驅(qū)動電機(jī)（402）、傳動皮帶（403）、驅(qū)動主軸（404）、支撐座（405）和旋轉(zhuǎn)軸座（406）；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種扁鉆焊接裝置，其特征在于：所述驅(qū)動主軸（404）通過彈簧夾頭夾持有所述待焊接工件（7），且所述待焊接工件（7）和所述扁鉆工件（6）上的所述圓桿段（602）對齊設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種扁鉆焊接裝置，其特征在于：所述支撐座（405）和所述旋轉(zhuǎn)軸座（406）之間設(shè)置有絕緣隔墊（407），所述旋轉(zhuǎn)軸座（406）上通過碳刷（408）連接導(dǎo)電火線，所述驅(qū)動主軸（404）上設(shè)置有與所述碳刷（408）連接的導(dǎo)電盤（409）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扁鉆焊接裝置，其特征在于：所述飛邊車刀機(jī)構(gòu)（5）包括橫向?qū)к墸?01）、橫向調(diào)節(jié)板（502）、橫向調(diào)節(jié)氣缸（503）、縱向?qū)к墸?04）、縱向調(diào)節(jié)板（505）、縱向調(diào)節(jié)氣缸（506）和車刀（507）；

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種扁鉆焊接裝置及其焊接方法，包括箱體，所述箱體上設(shè)置有扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)、扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)、驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和飛邊車刀機(jī)構(gòu)，所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述扁鉆工件抵接機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之間，所述飛邊車刀機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)的上方，所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上連接正極導(dǎo)線，所述扁鉆工件夾持機(jī)構(gòu)上連接負(fù)極導(dǎo)線，本技術(shù)采用在兩個工件之間施加脈沖電壓輔助摩擦焊接的方法，解決靠單一摩擦發(fā)熱熱源不足的問題，降低焊接工藝要求，提高焊接質(zhì)量，降低焊接設(shè)備成本和焊接使用成本。

技術(shù)研發(fā)人員：陳翔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：丹陽市鏢準(zhǔn)思自動化科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231229
技術(shù)公布日：2024/10/21