[实用新型]电磁辅助作用下的搅拌摩擦焊接装置

权利要求书

1.一种电磁辅助作用下的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：包括液压驱动及控制单元、机械驱动及控制单元、电磁加载单元、试件夹持单元、信号检测单元、氩气保护单元以及支撑单元，其中液压驱动及控制单元、机械驱动及控制单元、电磁加载单元、试件夹持单元、信号检测单元、氩气保护单元固定于箱体（20）内，机械驱动及控制单元控制搅拌头夹具体（26）沿Z轴的直线以及旋转运动；液压驱动及控制单元控制试件夹持单元沿X轴的直线往复运动，从而构成电磁辅助作用下的搅拌摩擦焊接装置。

2.根据权利要求1所述的电磁辅助作用下的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述的液压驱动及控制单元包括两组X轴带接近开关的液压缸Ⅰ、Ⅱ（6、8）、油箱（40）、滤油器（42）、液压泵（41）、溢流阀（36）、节流阀（38）、单向阀（39）、液压管（9）、电机（35）以及电液伺服阀（37），其中，进油口与出油口分别通过液压管（9）与液压缸Ⅰ、Ⅱ（6、8）以及电液伺服阀（37）的输出端连接，液压管（9）通过液压管接头（5）连接，带接近开关的液压缸Ⅰ、Ⅱ的连接杆（7）分别与箱体（20）侧板的支撑架刚性连接，储存于油箱（40）中的液压油通过液压泵（41）泵出，经过滤油器（42）送至电液伺服阀（37）的输入端构成回路，溢流阀（36）、单向阀（39）、节流阀（38）置于此回路中，带接近开关的液压缸Ⅰ、Ⅱ（6、8）可以实现100mm的运动距离，带动试件夹持单元沿导轨（18）做X轴的直线往复运动；同时电液伺服阀可以精密的进行流量控制，使带接近开关的液压缸Ⅰ、Ⅱ轴端的活塞杆（13）输出不同速率的X轴向运动。

3.根据权利要求1或2所述的电磁辅助作用下的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述的液压驱动及控制单元还包括一组Z轴液压缸（10），Z轴液压缸活塞杆（3）与电机支撑台（2）连接以实现机械驱动及控制单元100mm的运动距离，20KN的推拉力，从而实现高硬度材料的搅拌摩擦焊接测试，同时电液伺服阀进行流量控制，使Z轴液压缸（10）沿Z轴以不同速率运动；结合安装于箱体背板垫块（33）上的Z轴导轨以及安装于电机法兰（34）上的滑块（14），使固定于电机支撑台（2）上的机械驱动及控制单元随滑块（14）一起沿Z轴做直线往复运动；搅拌头（24）通过固定螺栓与搅拌头夹具体（26）连接，搅拌头夹具体（26）通过键与锥齿轮组（27）刚性连接，通过Z轴液压缸（10）驱动，沿Z轴做往复直线运动。

4.根据权利要求1所述的电磁辅助作用下的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述的试件夹持单元包含压紧块（15）、夹具板（16）、夹具板连接块（17），两组X轴带接近开关的液压缸Ⅰ、Ⅱ的活塞杆（13）通过螺纹螺母与夹具板连接块（17）刚性连接，并由液压调速同步回路控制驱动试件夹持单元沿X轴做往复直线运动；压紧块（15）通过螺栓与夹具板（16）刚性相连，并将试件压紧在夹具板（16）上。

5.根据权利要求1所述的电磁辅助作用下的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述的机械驱动及控制单元包括电机（35）、电机法兰（34）、联轴器（32）、锥齿轮组（27），电机法兰（34）通过螺纹连接固定在Z轴支撑台（2）上，电机（35）通过螺钉螺母固定在电机法兰（34）上，电机的输出轴通过联轴器（32）与锥齿轮组（27）的输入轴连接；锥齿轮组（27）起到换向的作用，将绕X轴的旋转运动转为绕Z轴的旋转运动，从而驱动搅拌头（24）做旋转运动。

6.根据权利要求1所述的电磁辅助作用下的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：所述的电磁加载单元包括电磁感应装置（22）、直流电加载装置（23）、柔性架（25），所述电磁感应装置（22）由四个磁芯、四个励磁线圈（22-2）和四个磁头（22-1）组成，其通过螺栓（19）固定在箱体（20）底板上，其中由壳体包裹的励磁线圈（22-2）绕在磁芯上，并通以交流电使励磁线圈（22-2）产生磁力线，从而形成沿Y轴和Z轴两个方向的恒定强磁场；直流电加载装置（23）的正负电极通过柔性架（25）上的螺纹孔与柔性架连接，从而将电流加载在垂直于试件焊接方向；柔性架（25）通过螺钉固定在磁头（22-1）上。