[发明专利]一种贮箱搅拌摩擦焊缺陷等强固相补焊的方法及装置

权利要求书

1.一种贮箱搅拌摩擦焊缺陷等强固相补焊的装置，其特征在于，该装置包括床头箱(1)、床尾箱(2)、贮箱支撑机构一(3)、贮箱支撑机构二(4)、抱环(5)、内撑杆组(7)；

其中，床头箱(1)、抱环(5)和床尾箱(2)并排设置，抱环(5)位于在床头箱(1)和床尾箱(2)之间，使得焊接的贮箱筒段两端分别安装在床头箱(1)和床尾箱(2)上，贮箱筒段(9)穿过抱环(5)；在贮箱筒段(9)下方、抱环(5)与床头箱(1)之间设置贮箱支撑机构二(4)；在贮箱筒段(9)下方、抱环(5)与床尾箱(2)之间设置贮箱支撑机构一(3)；

在抱环(5)的正上方固定补焊主机(6)，在位于此抱环(5)处的贮箱筒段(9)内部存在焊接缺陷的位置处放置杆系结构的内撑杆组(7)；该内撑杆组(7)包括中心杆轴(10)以及设置在中心杆轴(10)外围一圈的6根杆轴(11)，这6根杆轴(11)均与中心杆轴(10)通过梁固定连接；在中心杆轴(10)的两端分别连接焊接垫板(8)，两块焊接垫板(8)分别接触贮箱筒段(9)的内壁；该中心杆轴(10)承受焊接顶锻压力，通过中心杆轴(10)将力传递到抱环(5)下方；所述的焊接垫板(8)中心处开有中心孔(12)，在中心孔(12)下方开设1个通孔(13)。

2.根据权利要求1所述的一种贮箱搅拌摩擦焊缺陷等强固相补焊的装置，其特征在于，所述的焊接垫板的中心孔(12)为带倒角边结构，并且焊接垫板的中心孔(12)直径大于补焊主机(6)的摩擦塞棒(14)小端直径。

3.根据权利要求1所述的一种贮箱搅拌摩擦焊缺陷等强固相补焊的装置，其特征在于，所述的内撑杆组(7)的中心杆轴(10)与焊接垫板(8)为螺纹连接结构，通过该结构实现焊接垫板(8)在贮箱筒段(9)径向方向上的调整。

4.根据权利要求1所述的一种贮箱搅拌摩擦焊缺陷等强固相补焊的装置，其特征在于，所述的内撑杆组(7)的中心杆轴(10)比外围的6根杆轴(11)粗。

5.一种采用权利要求1至4所述的任意一种装置的贮箱搅拌摩擦焊缺陷等强固相补焊的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(a)在发现贮箱筒段(9)的搅拌摩擦焊总装环缝存在焊接缺陷后，首先将焊接的贮箱筒段(9)安装在床头箱(1)和床尾箱(2)之间；贮箱筒段(9)穿过抱环(5)，且贮箱筒段(9)的焊接缺陷位于抱环(5)处；补焊主机(6)固定在抱环(5)的正上方；

(b)在补焊主机(6)上安装铣刀，在贮箱筒段(9)上、存在缺陷的焊缝位置处开1个通孔，在贮箱筒段(9)内部、存在焊接缺陷位置处设置内撑杆组(7)；

(c)然后在补焊主机(6)上安装定位销，该定位销依次穿过贮箱筒段(9)上存在缺陷的焊缝位置处开的通孔、以及内撑杆组(7)的焊接垫板(8)底部的通孔(13)，实现定位销、贮箱筒段(9)上的通孔、焊接垫板(8)上的通孔同心；再将焊接垫板(8)与贮箱筒段(9)内壁紧密接触；

(d)拆除定位销；在补焊主机(6)上安装1个摩擦塞棒(14)，补焊主机(6)的主轴带动摩擦塞棒(14)高速旋转，同时摩擦塞棒(14)快速进给，直至摩擦塞棒(14)与贮箱筒段(9)上的通孔相接触；然后在一定的摩擦压力、摩擦塞棒进给速度下，摩擦塞棒(14)与贮箱筒段(9)上的通孔产生充分的摩擦生热和塑性变形；补焊主机(6)的主轴急停，主轴以轴向顶锻压力施加在摩擦塞棒上一定时间，以获得高质量的焊接接头。

6.根据权利要求5所述的一种贮箱搅拌摩擦焊缺陷等强固相补焊的方法，其特征在于，所述的补焊主机(6)的主轴带动摩擦塞棒(14)高速旋转的速度为2500～4500r/min；摩擦塞棒进给速度为150～180mm/min；摩擦压力为30～55KN；摩擦塞棒与贮箱筒段(9)上的通孔接触后的补焊主机(6)的主轴位移量为1.5～3.5mm。

7.根据权利要求5所述的一种贮箱搅拌摩擦焊缺陷等强固相补焊的方法，其特征在于，所述的补焊主机(6)的主轴急停时间为0.2s。

8.根据权利要求5所述的一种贮箱搅拌摩擦焊缺陷等强固相补焊的方法，其特征在于，所述的摩擦塞棒(14)为4～8mm厚铝合金摩擦塞棒。