[发明专利]一种薄壁铝合金管端复合密封装置及密封方法

权利要求书

1.一种薄壁铝合金管端复合密封装置，其特征在于：包括用于支撑铝合金棒的滚轮架组，所述铝合金棒的一端安装三爪卡盘上，所述铝合金棒另一端插入到薄壁铝合金管中，铝合金棒与薄壁铝合金管为过盈配合，薄壁铝合金管一端通过薄壁夹具安装在旋转筒内，在铝合金棒与薄壁铝合金管配合处的上方安装有搅拌针，搅拌针与搅拌头连接，搅拌头安装在旋转壁上，旋转臂与旋转筒固定连接，旋转筒一部分位于轴承内，轴承安装在固定筒内，固定筒通过支架固定，支架焊接在工作台上；所述旋转筒的外壁设有若干圈轮齿，轮齿与齿轮啮合，齿轮通过齿轮轴与电机连接，电机安装在工作台上；所述铝合金棒上设有若干个环形密封槽，靠近薄壁铝合金管的环形密封槽一部分位于薄壁铝合金管内，相邻环形密封槽的距离不小于搅拌头直径的1.5倍；所述铝合金棒与薄壁铝合金管的过盈量为δ，δ＝(t-t₀)×α×l-δ₀，其中，δ₀＝(1～2)*δ，t为装配时的温度，t₀为加热前的环境温度，α为加热时工件的径向膨胀系数，l为被加热工件的内径。

2.根据权利要求1所述的薄壁铝合金管端复合密封装置，其特征在于：所述环形密封槽纵截面为等腰梯形状，远离铝合金棒的为等腰梯形的上底，上底为下底的两倍，等腰梯形的底角为45°。

3.根据权利要求2所述的薄壁铝合金管端复合密封装置，其特征在于：所述上底长度为：

当0<d₀<10mm时，H＝0.8d₀；

当10≤d₀≤50mm时，H＝0.6d₀；

当d₀大于50mm时，H＝0.4d₀，d₀为铝合金棒的直径。

4.根据权利要求3所述的薄壁铝合金管端复合密封装置，其特征在于：所述铝合金棒伸入薄壁铝合金管的长度不小于搅拌头直径的1.5倍，搅拌针的长度不小于1.5倍薄壁铝合金管的壁厚。

5.一种如权利要求4所述的薄壁铝合金管端复合密封装置的密封方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据实际需要，利用δ＝(t-t₀)×α×l-δ₀确定过盈量δ，加工符合要求的铝合金棒，根据薄壁铝合金管壁厚选择合适的搅拌针；

(2)将薄壁铝合金管通过油浴加热至100℃，铝合金棒所处温度低于室温，然后迅速装配薄壁铝合金管和铝合金棒并快速冷却，使进入管内的环形密封槽的一半宽度伸出铝合金管端；

(3)将装配好的工件一端通过三爪转盘固定，另一端通过薄壁夹具固定在旋转筒内，其余部分则安装在滚轮架组上随工件转动而运转；

(4)先启动搅拌头，并使其缓缓的压入被焊区域进行预热，预热结束后开始旋转旋转筒，使搅拌针旋转一周后停止旋转旋转筒，缓慢的抽出搅拌头，当搅拌针完全脱离工件后方可停止搅拌头的转动；

(5)沿薄壁铝合金管端切除铝合金棒，在匙孔及环形密封槽内填满密封胶，等待其完全凝固；

(6)薄壁铝合金管的另一端重复步骤(2)～(5)，则完成薄壁铝合金管端两端的复合密封。