適合鋁合金薄板攪拌摩擦連接底部焊透的工作臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械連接裝置，尤其是一種鋁合金薄板攪拌摩擦連接底部焊透的工作臺(tái)，其主要解決了薄板鋁合金板材攪拌摩擦連接底部焊透問題，實(shí)質(zhì)是這種工作臺(tái)在一定程度上保證了連接區(qū)底部焊透問題，另一方面還減少了連接區(qū)減薄問題，具體地說是一種適合招合金薄板攪拌摩擦連接底部焊透的工作臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]攪拌摩擦連接技術(shù)自1991年由英國焊接研究所研制以來，目前關(guān)于攪拌摩擦連接板材底部的焊透問題仍然沒有解決，雖然現(xiàn)在市場上有不少的企業(yè)提出采用雙軸肩解決這一問題，但連接區(qū)的連接性能相比之下得到大大降低，同時(shí)出現(xiàn)更加嚴(yán)重的連接區(qū)減薄問題，這不利于該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。特別是針對(duì)薄板攪拌摩擦連接問題，這一現(xiàn)象更加嚴(yán)重。本發(fā)明基于上述原因，從工作臺(tái)研制入手，設(shè)計(jì)制造出一款既可以焊透板材，又降低了連接區(qū)減薄厚度的工作臺(tái)。這具有實(shí)際使用價(jià)值，也有利于攪拌摩擦技術(shù)的開速發(fā)展和擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的攪拌摩擦焊接普遍存在的焊透性差或減薄現(xiàn)象嚴(yán)重的問題，設(shè)計(jì)一款一種既可以保證連接區(qū)的焊透問題，又可以抑制焊縫減薄厚度的適合鋁合金薄板攪拌摩擦連接底部焊透的工作臺(tái)，它通過底部圓盤砂輪的旋轉(zhuǎn)還可以同時(shí)達(dá)到去除底部的毛刺的及控制底部變形的作用，有利于提高板材的攪拌摩擦連接質(zhì)量。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種適合招合金薄板攪拌摩擦連接底部焊透的工作臺(tái)，它包括工作臺(tái)1、帶砂輪功能圓盤2、主軸3、傳感器4、電機(jī)5、電腦控制器6、連接傳感器的導(dǎo)線7和連接電機(jī)的導(dǎo)線8，所述的工作臺(tái)I上開有槽口 1-1，槽口 1-1的底部鉆有安裝主軸的小孔1-2 ;槽口 1-1的寬度與攪拌摩擦連接的連接區(qū)寬度一致，安裝主軸的小孔1-2的直徑與主軸3直徑相同，主軸3的上部穿過小孔1-2與帶砂輪功能圓盤2相連，下端與電機(jī)5相連，傳感器4安裝在主軸3上，槽口 1-1中填裝有與被連接工件成份相同的納米粉末；帶砂輪功能圓盤2直徑略小于槽口 1-1寬度，保證帶砂輪功能圓盤2在槽口 1-1能夠回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；帶砂輪功能圓盤2與安裝主軸小孔1-2數(shù)量一直，其數(shù)量為其所有圓盤直徑之和等于連接區(qū)長度相同所需的數(shù)量；帶砂輪功能圓盤2之間的距離只要不影響各自的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即可；帶砂輪功能圓盤2、安裝主軸小孔1-2數(shù)量、主軸3、傳感器4、電機(jī)5是成套出現(xiàn)的。
[0005]所述的槽口 1-1中填裝的納米粉末在放到之前伴有粘結(jié)劑，以保證放入槽口 1-1中的粉末不會(huì)擠出；在槽口 1-1中放納米粉末就是為了在攪拌摩擦連接過程中減少連接區(qū)的減薄厚度。
[0006]當(dāng)板材攪拌摩擦連接時(shí)，帶砂輪功能圓盤2會(huì)受到攪拌針9壓力的作用，這種壓力通過主軸3下部安裝的傳感器4感應(yīng)，并通過連接傳感器的導(dǎo)線7傳輸給電腦控制器6，電腦控制器6再通過連接電機(jī)的導(dǎo)線8將命令傳輸給電機(jī)5，要求電機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸3再帶動(dòng)帶砂輪功能的圓盤2運(yùn)動(dòng)，當(dāng)攪拌針9沿連接方向移動(dòng)時(shí)，相應(yīng)連接過的帶砂輪功能的圓盤2隨著壓力的消失也即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)主軸3沒有給傳感器4壓力，連接傳感器的導(dǎo)線7將這一結(jié)果傳輸給電腦控制器6，電腦控制器6在通過連接電機(jī)的導(dǎo)線8將命令傳輸給電機(jī)5使其停止工作，從而一步一步實(shí)現(xiàn)板材攪拌摩擦連接。
[0007]板材摩擦焊接過程中攪拌針9旋轉(zhuǎn)方向與帶砂輪功能圓盤2旋轉(zhuǎn)方向相反，有利于帶砂輪功能圓盤2清除板材連接底部平面，同時(shí)有利于保證連接變形。
[0008]帶砂輪功能圓盤2是在常規(guī)磨料的基礎(chǔ)上添加有稀有金屬，稀有金屬的質(zhì)量百分比為 1.5-2.5%ο
[0009]所述的稀有金屬為鈦、鎢、鈷或釩中的一種。
[0010]本發(fā)明的有效結(jié)果:
本發(fā)明主要是通過在工作臺(tái)上開有槽口，在槽口中放置帶砂輪功能圓盤，其由主軸支撐，并通過傳感器控制，由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。在槽口中配置一定成分與連接母材相近的納米粉末，通過攪拌針的旋轉(zhuǎn)以及底部帶砂輪功能圓盤旋轉(zhuǎn)進(jìn)行連接區(qū)擠壓成型，獲得連接區(qū)，此連接區(qū)既實(shí)現(xiàn)了焊透，又減小了連接區(qū)減薄厚度，同時(shí)還可獲得優(yōu)質(zhì)的連接區(qū)表面，連接變形小，大大提高了攪拌摩擦連接質(zhì)量。因此，本發(fā)明工作臺(tái)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明工作臺(tái)結(jié)果示意圖。
[0012]圖1 (a)是正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖1 (b)是工作臺(tái)面俯視圖。
[0014]圖中:1是工作臺(tái)、2是帶砂輪功能圓盤、3是主軸、4是傳感器、5是電機(jī)、6是電腦控制器、7是連接傳感器的導(dǎo)線、8是連接電機(jī)的導(dǎo)線、9是攪拌針、1-1是槽口、1-2是安裝主軸小孔。
[0015]圖2是利用本發(fā)明工作臺(tái)攪拌摩擦連接的連接區(qū)照片。
[0016]圖2 Ca)是連接區(qū)正面照片。
[0017]圖2 (b)是連接區(qū)底面照片。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0019]如圖1所示。
[0020]—種適合招合金薄板攪拌摩擦連接底部焊透的工作臺(tái)，它包括工作臺(tái)1、帶砂輪功能圓盤2、主軸3、傳感器4、電機(jī)5、電腦控制器6、連接傳感器的導(dǎo)線7和連接電機(jī)的導(dǎo)線8組成，如圖1所示。工作臺(tái)I上開有槽口 1-1，槽口 1-1的底部鉆有安裝主軸的小孔1-2。槽口 1-1的寬度與攪拌摩擦連接的連接區(qū)寬度(如圖2 (a)) —致，安裝主軸的小孔1-2的直徑與主軸3直徑相同，小孔1-2與主軸3之間通過減模材料密封，小孔1-2的數(shù)量與連接區(qū)域長度有關(guān)。帶砂輪功能圓盤2直徑略小于槽口 1-1寬度，只要保證帶砂輪功能圓盤2在槽口 1-1能夠回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶砂輪功能圓滿盤之間的距離應(yīng)盡可能小，以提高對(duì)連接區(qū)域的修整能力，以達(dá)到圖2 (b)所示的修整效果。帶砂輪功能圓盤2與安裝主軸小孔1-2數(shù)量一直，其數(shù)量為其所有圓盤直徑之和等于連接區(qū)長度相同所需的數(shù)量。帶砂輪功能圓盤2之間的距離只要不影響各自的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即可，其之間距離盡可能小。帶砂輪功能圓盤2、安裝主軸小孔1-2數(shù)量、主軸3、傳感器4、電機(jī)5是成套出現(xiàn)的，即它們的數(shù)量相同。
[0021]在板材攪拌摩擦之前，槽口 1-1中添加有與母材相同的成分的納米粉末，納米粉末在放到槽口 1-1之前伴有粘結(jié)劑，保證槽口 1-1中粉末不會(huì)擠出。在槽口 1-1中放納米粉末就是為了在攪拌摩擦連接過程中減少連接區(qū)的減薄厚度。
[0022]當(dāng)板材攪拌摩擦連接時(shí)，作用在帶砂輪功能圓盤2會(huì)受到攪拌針9的向下的壓力的作用，這種下壓力通過主軸3下部安裝的傳感器4感應(yīng)，并通過連接傳感器的導(dǎo)線7傳輸給電腦控制器6，電腦控制器6在通過連接電機(jī)的導(dǎo)線8將命令傳輸給電機(jī)5，要求電機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主軸3和帶砂輪功能的圓盤2運(yùn)動(dòng)，當(dāng)攪拌針9沿連接方向移動(dòng)時(shí)，相應(yīng)連接過的帶砂輪功能的圓盤2隨著下壓力的消失也即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)主軸3沒有給傳感器4壓力，連接傳感器的導(dǎo)線7將這一結(jié)果傳輸給電腦控制器6，電腦控制器6在通過連接電機(jī)的導(dǎo)線8將命令傳輸給電機(jī)5使其停止工作，從而一步一步實(shí)現(xiàn)板材攪拌摩擦連接。
[0023]板材摩擦焊接過程中，攪拌針9旋轉(zhuǎn)方向與帶砂輪功能圓盤2旋轉(zhuǎn)方向相反，有利于帶砂輪功能圓盤2清除板材連接底部平面，同時(shí)有利于保證連接變形。
[0024]帶砂輪功能圓盤2是在常規(guī)磨料的基礎(chǔ)上添加欽、媽、鉆、f凡等稀有金屬占質(zhì)量百分比的2%左右，通過釬焊而成。具有很強(qiáng)的耐磨性。
[0025]圖2為利用此工作臺(tái)攪拌摩擦連接1_厚鋁合金板材獲得的底部焊透和表面減薄減少的鋁合金板材攪拌摩擦連接照片。
[0026]本發(fā)明未涉及部分與再有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適合招合金薄板攪拌摩擦連接底部焊透的工作臺(tái)，它包括工作臺(tái)(I)、帶砂輪功能圓盤(2)、主軸(3)、傳感器(4)、電機(jī)(5)、電腦控制器(6)、連接傳感器的導(dǎo)線(7)和連接電機(jī)的導(dǎo)線(8 )，所述的工作臺(tái)(I)上開有槽口( 1-1)，槽口( 1-1)的底部鉆有安裝主軸的小孔(1-2);槽口(1-1)的寬度與攪拌摩擦連接的連接區(qū)寬度一致，安裝主軸的小孔(1-2)的直徑與主軸(3)直徑相同，主軸(3)的上部穿過小孔(1-2)與帶砂輪功能圓盤(2)相連，下端與電機(jī)(5)相連，傳感器(4)安裝在主軸(3)上，槽口(1-1)中填裝有與被連接工件成份相同的納米粉末；帶砂輪功能圓盤(2)直徑略小于槽口(1-1)寬度，保證帶砂輪功能圓盤(2 )在槽口( 1-1)能夠回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；帶砂輪功能圓盤(2 )與安裝主軸小孔(1-2 )數(shù)量一直，其數(shù)量為其所有圓盤直徑之和等于連接區(qū)長度相同所需的數(shù)量；帶砂輪功能圓盤(2)之間的距離只要不影響各自的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即可；帶砂輪功能圓盤(2)、安裝主軸小孔(1-2)數(shù)量、主軸(3)、傳感器(4)、電機(jī)(5)是成套出現(xiàn)的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作臺(tái)，其特征是所述的槽口(1-1)中填裝的納米粉末在放到之前伴有粘結(jié)劑，以保證放入槽口(1-1)中的粉末不會(huì)擠出；在槽口(1-1)中放納米粉末就是為了在攪拌摩擦連接過程中減少連接區(qū)的減薄厚度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作臺(tái)，其特征是當(dāng)板材攪拌摩擦連接時(shí)，帶砂輪功能圓盤(2)會(huì)受到攪拌針(9)壓力的作用，這種壓力通過主軸(3)下部安裝的傳感器(4)感應(yīng)，并通過連接傳感器的導(dǎo)線(7)傳輸給電腦控制器(6)，電腦控制器(6)再通過連接電機(jī)的導(dǎo)線(8 )將命令傳輸給電機(jī)(5 )，要求電機(jī)(5 )轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主軸(3 )轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸(3 )再帶動(dòng)帶砂輪功能的圓盤(2)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)攪拌針(9)沿連接方向移動(dòng)時(shí)，相應(yīng)連接過的帶砂輪功能的圓盤(2)隨著壓力的消失也即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)主軸(3)沒有給傳感器(4)壓力，連接傳感器的導(dǎo)線(7)將這一結(jié)果傳輸給電腦控制器(6)，電腦控制器(6)在通過連接電機(jī)的導(dǎo)線(8)將命令傳輸給電機(jī)(5 )使其停止工作，從而一步一步實(shí)現(xiàn)板材攪拌摩擦連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作臺(tái)，其特征是板材摩擦焊接過程中攪拌針(9)旋轉(zhuǎn)方向與帶砂輪功能圓盤(2)旋轉(zhuǎn)方向相反，有利于帶砂輪功能圓盤(2)清除板材連接底部平面，同時(shí)有利于保證連接變形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作臺(tái)，其特征是帶砂輪功能圓盤(2)是在常規(guī)磨料的基礎(chǔ)上添加有稀有金屬，稀有金屬的質(zhì)量百分比為1.5-2.5%。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工作臺(tái)，其特征是所述的稀有金屬為鈦、鎢、鈷或釩中的一種。
【專利摘要】一種適合鋁合金薄板攪拌摩擦連接底部焊透的工作臺(tái)，它包括工作臺(tái)（1），工作臺(tái)（1）上開有槽口（1-1），槽口（1-1）的底部鉆有安裝主軸的小孔（1-2）；槽口（1-1）的寬度與攪拌摩擦連接的連接區(qū)寬度一致，安裝主軸的小孔（1-2）的直徑與主軸（3）直徑相同，主軸（3）的上部穿過小孔（1-2）與帶砂輪功能圓盤（2）相連，下端與電機(jī)（5）相連，傳感器（4）安裝在主軸（3）上，槽口（1-1）中填裝有與被連接工件成份相同的納米粉末；帶砂輪功能圓盤（2）直徑略小于槽口（1-1）寬度，保證帶砂輪功能圓盤（2）在槽口（1-1）能夠回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明既實(shí)現(xiàn)了焊透，又減小了連接區(qū)減薄厚度，同時(shí)還可獲得優(yōu)質(zhì)的連接區(qū)表面，連接變形小，大大提高了攪拌摩擦連接質(zhì)量。
【IPC分類】B23K9/26, B23K9/12
【公開號(hào)】CN105014194
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510479245
【發(fā)明人】汪洪峰, 汪建利, 宋娓娓
【申請(qǐng)人】黃山學(xué)院
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年8月3日