[实用新型]接合装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于铝、镁、钛等有色金属及其合金以及不锈钢等钢铁材料自身的接合装置，尤其涉及接合具有热塑性工件的等曲率表面的接合装置。

背景技术

管材广泛应用于电气、石化、空分以及其他诸多领域，管材的制造中很多是将板材卷成直缝或螺旋缝的管坯，然后将直缝或螺旋缝焊接起来制成管材。所以先进的焊接技术直接关系到管材的生产效率和品质。

英国Babcock线材设备公司CONFORM连续挤压技术是利用旋转的挤压轮上的沟槽通过摩擦力将铝杆连续不断地带入挤压靴，通过工具间的摩擦，特别是铝杆塑性变形的内摩擦产生的变形热，使温度升高，从而使金属软化，变得易于被挤压，更易于重新完全粘结融合。当软化的金属被推挤进入模具后，在模具的焊合腔内重新焊合，经模孔工作带被挤出，形成了各种直径的管材和不同形状的型材。

1990年英国TWI公司开发的搅拌摩擦焊接技术，特别是双轴肩搅拌摩擦焊接技术在近几年得到了广泛应用，其原理也是利用旋转的轴肩和搅拌针对工件基体搅拌产生的热量，提升金属温度达到软化和融合的目的，实现了无焊料焊接工件的过程。

以上两种技术虽然克服了熔焊方法容易产生裂纹和气孔以及焊接后材料性能差等焊接缺陷问题，但均存在各自的弊端，如搅拌摩擦焊焊缝区域略薄于基体，当焊缝在曲面上，由于曲率的存在使焊接后厚度损失更多，即使在焊缝处先给予厚度补偿，但焊缝总是平直的，还是无法得到相同的曲率曲面，也无法直接去除多余的补偿金属。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能保证接合缝的厚度和曲率与管材基体一致的接合装置。

本实用新型的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本实用新型的实践而习得。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种接合装置，用于接合待接合物上的接合面，其中所述待接合物沿着所述接合面连续设有增厚凸出部。其中所述接合装置包括：机架、挤压杆、挤压针、挤压模靴、挤压托轮和锁紧螺母。机架上安装有旋转主轴；挤压杆设于所述旋转主轴，能随所述旋转主轴的转动而转动；挤压针固定设于所述挤压杆底端部，所述挤压针上设有托轮安装部和螺纹部，其横截面小于所述挤压杆的横截面，其外周与所述挤压杆底端部形成表面凹凸不平的涡旋挤压部；挤压模靴包括本体，所述本体通过中央通孔间隙套装于所述挤压杆下部，所述本体底部前面向所述本体内方向凹进形成入料槽，本体底部后面向所述本体内方向凹进形成焊合腔，所述焊合腔外侧设有工作带，入料槽两侧分别设有密封吻合面，所述密封吻合面以及工作带的曲率与所述待接合物上表面的曲率一致；挤压托轮具有中央通孔，并通过该中央通孔可滑动地间隙套装于所述挤压针的托轮安装部，并随所述挤压针的转动而转动，所述挤压托轮上端部设有凸缘；挤压托环具有带中央通孔的底壁，所述底壁可滑动间隙套装于所述挤压托轮的凸缘外，底壁具有与所述待接合物下表面的曲率一致的配合面；锁紧螺母配合于所述挤压针的螺纹部。

挤压杆端面的推动面、挤压针外面、挤压托轮顶面、挤压托环顶端面以及待结合物不发生流动变形的界面包围成了一个周向密闭的通道。被接合材料在挤压杆端面的推动面、挤压针外面、挤压托轮齿面高速转动的推动下，随着挤压针在这个通道内产生总体向后的涡旋的流动，连同具有增厚凸出部一并旋转并被不断推入焊合腔。

通过入料槽进入的具有增厚凸出部材料被连续推入焊合腔内，提供接合过程的材料补充，也增加焊合腔内的压力，达到完全融合的条件。

挤压靴模的密封吻合面以及工作带与待接合物的外表面或上表面曲率一致，以确保得到与待接合物形状基体一致的表面。

挤压靴模不随挤压杆旋转，从而待接合物材料通过工作带后表面光滑，不会形成洋葱状纹路。

挤压托环不随挤压杆旋转，从而待接合物材料流出挤压托环控制区域后表面光滑，不会形成洋葱状纹路。

挤压托环的和待接合物接触的端面与待接合物的内表面或下表面曲率一致，以确保得到与待接合物形状基体一致的表面。

本实用新型的配合结构具有足够的强度以确保能够提供足够的变形能，达到软化材料，融接材料的目地。

根据本实用新型的一实施方式，所述涡旋挤压部包括均匀或不均匀分布的至少一个切向推动斜面或至少一个切向倾斜推动曲面，或者同时相互间隔设置至少一个切向推动斜面和至少一个切向倾斜推动曲面。