[实用新型]控制搅拌摩擦焊残余变形的随焊锤击设备

说明书

技术领域

本实用新型是一种随焊锤击设备，尤其涉及一种控制减小搅拌摩擦焊结构残余变形的随焊锤击设备。是与搅拌摩擦焊机配合使用的设备。

背景技术

作为一种固相连接技术，搅拌摩擦焊接过程中没有材料的熔化与凝固现象产生，焊接过程中的热输入比较低，因此搅拌摩擦焊构件残余应力较低、变形相对较小。但铝合金薄壁结构搅拌摩擦焊的焊接变形问题还是表现得很突出，尤其是薄壁结构的焊接变形与工程实际的要求存在较大差距。例如某型号飞机座舱地板2.0mm厚试验件搭接结构采用搅拌摩擦焊工艺焊接，焊后试件呈波浪形，宏观变形较大。随着搅拌摩擦焊技术的不断深入以及工程应用的不断扩大，搅拌摩擦焊残余变形的减小与控制逐步成为研究热点，并已经发展了诸如利用动态低应力无变形技术、温差拉伸法等来控制搅拌摩擦焊接头的残余变形。随焊锤击技术在铝合金、钛合金薄板的熔焊焊接变形和残余应力控制方面已经得到了成功的应用，但在搅拌摩擦焊领域未见报道。

发明内容

本实用新型为了解决搅拌摩擦焊铝合金薄板结构的残余变形往往不能满足实际工程需求的问题，提供了一种控制搅拌摩擦焊残余变形的随焊锤击设备，所采用的技术方案是：它主要由气锤支座、减震部分、气动传力部分和执行部分组成，在所述气锤支座内的上部为减震部分，下部为执行部分，气动传力部分的气缸位于执行部分上方并置于气锤壳体内；所述执行部分，冲击传力杆的下端与锤头连接，上端置于气缸内；套装在所述冲击传力杆上的复位弹簧，置于气锤支座内底面和弹簧挡板之间，所述弹簧挡板与气锤壳体的外底面卡接；

所述气动传力部分，气缸上设有气流换向阀，通过气孔和气体整流结构与气缸中的冲击活塞气动驱动连接；气流换向阀、气孔、气管及排气孔与气缸形成流入与排放气体通道。

本实用新型的特点及有益效果是，有效的降低搅拌摩擦焊连接的铝合金薄板结构的残余变形与应力，有利于搅拌摩擦焊技术在航空、航天、汽车等领域的铝合金薄壁结构中的进一步推广与使用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是图1中的锤头示意图。

图3是图3中的锤头局部放大图。

图4是图1中的气体整流结构示意图。

图5是随焊锤击控制的搅拌摩擦焊使用状态示意图。

具体实施方式

控制搅拌摩擦焊残余变形的随焊锤击设备，它主要由气锤支座、减震部分、气动传力部分和执行部分组成，在所述气锤支座19的上部为减震部分，下部为执行部分，气动传力部分的气缸13位于执行部分上方并置于气锤壳体16内；

所述执行部分，冲击传力杆9的下端与锤头12连接，上端置于气缸13内；套装在所述冲击传力杆9上的复位弹簧10，置于气锤支座19内底面和弹簧挡板之间，所述弹簧挡板与气锤壳体16的外底面卡接；

所述气动传力部分，气缸13上设有气流换向阀4，通过气孔5和气体整流结构6与气缸13中的冲击活塞8气动驱动连接；气流换向阀4、气孔5、气管7及排气孔15与气缸13形成流入与排放气体通道。

所述减震部分由橡胶垫17和减震弹簧18组成，将橡胶垫17和减震弹簧18置于气锤壳体16的外顶面与气锤支座19内顶面之间。

所述锤头12端面呈两端凸中间凹状。

所述的气体整流结构6，通过内六角螺栓21将整流罩20固定在冲击活塞8上。

所述气锤支座19由上、两部分组成，并通过螺栓14锁紧固定。

工作原理：

在焊接过程中，动力源产生的气体通过气流换向阀、气孔进入气体整流结构，通过整流使气体的流速加大，形成冲击活塞向下运动并撞击冲击传力杆的力，进而使锤头向下运动并锤击焊缝区域；随后锤头在复位弹簧的作用下离开焊件。通过锤头12的往复运动实现对焊件1上的焊缝区域进行锤击，减小焊接残余应力，控制焊接残余变形。同时，在锤击过程中，气锤支座由于固定而不可发生移动，从而设计了橡胶垫与减震弹簧组成的减震部分来协调气锤壳体在力的作用下发生的微小振动；并通过气流换向阀、气孔与气管及排气孔相结合实现气缸内气体的流入与排放。通过复位弹簧在锤击下压过程中起到缓冲与使锤头抬离焊件1的作用。

实施例

参看图5，在焊接过程中，搅拌摩擦焊设备2对焊件1进行连接，而随焊锤击设备3紧随搅拌摩擦焊设备2，并在沿水平方向上二者同步运动，从而有效地降低焊件1的焊接残余应力与残余变形。