[实用新型]一种铝棒与铜环摩擦焊装置

说明书

技术领域

本实用新型属于特种焊接设备技术领域，具体是涉及一种铝棒与铜环摩擦焊装置。

背景技术

铜的电导率及热导率略低于银，电导率约是铝的1.5倍，单从性能上说，是用做电器开关许多关键部位的最好材料，但是由于其价格比较昂贵，为节省生产成本，用铝代替铜或者用铝铜焊接件代替铜成为发展方向，尤其那些引出端是铜制的设备，可先采用焊接方法焊接成整体的铝铜接头，然后用普通方法将接头的铜端与电气设备上的铜引出端相连接，就可以使得整个线路获得质量可靠的结合。由于铜和铝自身的强氧化性，其焊接比较困难，且由于两种金属之间熔点相差很大（铝：658℃，铜：1083℃），要使它们均匀受热和熔化是比较困难的，两者之间悬殊的密度差，也使得焊缝金属的混合变得更加困难，尤其是接头的脆性金属间化合物是接头性能低的主要原因，对于接头性能要求不高时，可以采用电弧熔化焊，但是这也局限于薄板之间的焊接；采用一定工艺的钎焊可以获得比较理想的焊接接头力学性能，但不适用于小尺寸和圆形焊接接头；压力焊、摩擦焊可以很好地避免脆性相的产生，可以得到性能满意的接头。

摩擦焊接过程中，被焊材料通常不熔化，仍处于固相状态，焊合区金属为锻造组织。与熔化焊接相比，在焊接接头的形成机制和性能方面，存在着显著区别。首先，摩擦焊接头不产生与熔化和凝固冶金有关的一些焊接缺陷和焊接脆化现象，如粗大的柱状晶、偏析、夹杂、裂纹和气孔等；其次，轴向压力和扭矩共同作用于摩擦焊接表面及其近区，产生了一些力学冶金效应，如晶粒细化、组织致密、夹杂物弥散分布，以及摩擦焊接表面的“自清理”作用等；再者，摩擦焊接时间短，热影响区窄，热影响区组织无明显粗化。上述三方面均有利于获得与母材等强的焊接接头。这一特点是决定摩擦焊接头具有优异性能的关键因素。对于圆环形接头的摩擦焊接，国内应用比较多的领域是海底管道焊接与小口径炮弹弹带连接。其中中国兵器工业第五九研究所、中国航空工业第六二一研究所和北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心进行了深入的研究。国内成功的环形焊接面案例中，均为熔点较低的材料作为外套环体焊接到熔点较高的棒材上。熔点较高材料作为外套环体焊接到熔点较低的棒材上比较成功的案例中，采用的设备均为轴向旋转同时径向加压，这样避免了轴向旋转熔点较低的棒材产生的向心力也即避免了熔点较低的棒材在旋转和摩擦力的作用下容易产生的材料甩出现象，可以极大的缓解焊接过程中的焊蚀问题，但这种设备需要加压同时旋转，结构复杂，使用操作不够方便，成本比较高，限制了其推广使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种铝棒与铜环摩擦焊装置，其结构简单，实现方便且成本低，使用操作便捷，焊接效率和精度高，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种铝棒与铜环摩擦焊装置，其特征在于：包括用于带动铝棒旋转的轴向旋转机构和用于给套装在铝棒上的铜环施加压力的径向加压机构，所述轴向旋转机构包括旋转轴、安装在旋转轴上且用于夹装铝棒的卡盘夹具和用于带动旋转轴旋转的动力传动机构；所述径向加压机构包括左铜环夹片、右铜环夹片、多连杆压力调节机构、用于带动多连杆压力调节机构运动的液压油缸和用于为液压油缸提供动力的液压系统，以及间隔设置在地面上的第一底座、第二底座和第三底座，所述多连杆压力调节机构包括直角三角形连杆、铰接在第一底座顶部的第一竖直连杆和铰接在第二底座顶部的第二竖直连杆，所述第一竖直连杆的中上部铰接有左上倾斜连杆和左下倾斜连杆，所述左铜环夹片连接在左上倾斜连杆和左下倾斜连杆之间，所述第二竖直连杆的中上部铰接有右上倾斜连杆和右下倾斜连杆，所述右铜环夹片连接在右上倾斜连杆和右下倾斜连杆之间，所述直角三角形连杆的直角边竖直位于第二竖直连杆的正上方，所述直角三角形连杆的直角顶点与第二竖直连杆的顶部铰接，所述液压油缸的底座铰接在第三底座顶部，所述直角三角形连杆的第一个锐角顶点与液压油缸的活塞杆顶部铰接，所述直角三角形连杆的第二个锐角顶点上铰接有与第一竖直连杆顶部铰接的顶部倾斜连杆，所述第一竖直连杆与顶部倾斜连杆铰接的位置处铰接有第一弹簧连接杆，所述第二竖直连杆与直角三角形连杆的直角顶点铰接的位置处铰接有第二弹簧连接杆，所述第一弹簧连接杆与第二弹簧连接杆之间连接有压力调节弹簧。

上述的一种铝棒与铜环摩擦焊装置，其特征在于：所述动力传动机构包括电机和齿轮变速器，所述电机的输出轴上连接有第一带轮，所述齿轮变速器的输入轴上连接有第二带轮，所述第一带轮和第二带轮上连接有皮带，所述旋转轴通过联轴器与齿轮变速器的输出轴连接。