[发明专利]一种轨道支撑式待焊管道用搅拌摩擦焊接装置及焊接方法

权利要求书

1.一种轨道支撑式待焊管道用搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：包括用于支撑待焊管道的工作台和移动垫块，工作台设有固定待焊管道的固定装置，待焊管道焊缝的上方设有轴肩紧贴待焊管道，轴肩的底部为平面状，轴肩中穿有搅拌针，轴肩通过上螺母紧贴在待焊管道上，待焊管道内壁上设有导轨，导轨通过锁紧装置锁紧在待焊管道上，移动垫块沿导轨移动，搅拌针依次穿过轴肩、待焊管道、移动垫块，搅拌针通过旋转装置与移动垫块连接，焊接时，搅拌针和轴肩高速旋转，但移动垫块不旋转。

2.根据权利要求1所述的轨道支撑式待焊管道用搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述固定装置包含压辊和U形环，压辊安装在待焊管道的内壁上，压辊位于U形环内并且U形环通过锁紧螺母锁紧在工作台上。

3.根据权利要求2所述的轨道支撑式待焊管道用搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述固定装置还包含若干组分布待焊管道两侧的液压装置，所述液压装置包含液压缸、活塞和弧形压块，活塞的顶端与弧形压块连接，弧形压块与待焊管道连接，通过活塞将弧形压块顶压在待焊管道上。

4.根据权利要求1所述的轨道支撑式待焊管道用搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述锁紧装置包含螺杆、上肩、圆弧压块和圆弧下肩，所述螺杆穿过上肩与圆弧压块连接，圆弧下肩与导轨连接，通过螺杆带动圆弧下肩的移动从而将导轨锁紧在待焊管道内壁。

5.根据权利要求1所述的轨道支撑式待焊管道用搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述旋转装置包含内方外圆的轴套、第一径向轴承、第二径向轴承和平面轴承，所述移动垫块下方设有空腔，轴套位于空腔内，轴套套在搅拌针上，轴套外套有第一径向轴承和第二径向轴承，第一径向轴承和第二径向轴承通过盖板固定在空腔内，盖板的下方设有平面轴承，平面轴承下方通过下螺母固定，下螺母安装在搅拌针上。

6.根据权利要求1所述的轨道支撑式待焊管道用搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述移动垫块包含弧形顶肩和金属滚轮，金属滚轮安装在弧形顶肩上，金属滚轮沿导轨移动从而带动移动垫块的移动。

7.根据权利要求6所述的轨道支撑式待焊管道用搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述导轨的长度大于待焊管道的长度，导轨与待焊管道长度之差至少为两倍的弧形顶肩的长度。

8.根据权利要求7所述的轨道支撑式待焊管道用搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述导轨的两端设有导引耳。

9.根据权利要求1至8任一项所述的轨道支撑式待焊管道用搅拌摩擦焊接装置的焊接方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)组装移动垫块：在弧形顶肩上安装金属滚轮、在内方外圆的轴套上安装第一径向轴承、第二径向轴承和平面轴承，然后使第一径向轴承和第二径向轴承嵌入弧形顶肩的空腔中；将搅拌针的方形部分穿过轴套，旋紧下螺母，使移动垫块轴向固定于搅拌针上；

(2)组装搅拌摩擦头：安装轴肩，通过轴肩上的上螺母，保持轴肩与移动垫块的间距小于待焊管道的壁厚，以使金属滚轮在焊接时与导轨紧密接触；

(3)安放待焊管道：将待焊管道通过压辊和U形环固定在工作台上，然后利用活塞通过弧形压块压紧待焊管道；

(4)使用锁紧装置在待焊管道带焊接头内部两侧安装导轨，使两导轨之间的间隙略大于移动垫块的宽度；

(5)轴肩、搅拌针开始旋转，进入焊缝，此时金属滚轮在焊接时与导轨紧密接触；

(6)以设定的焊接速度、旋转速度进行焊接，直至移动垫块完全移出待焊管道，焊接结束。