CN215588131U - 一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，属于轮毂焊接技术领域，其技术方案为：包括搅拌摩擦焊机构、超声振动装置和夹角调节机构，夹角调节机构包括与搅拌摩擦焊机构相连的第一调节部、与超声振动装置相连的第二调节部，第一调节部和第二调节部配合形成伸缩结构。本实用新型利用夹角调节机构将超声直接施加在待焊轮毂侧方，超声振动对接头组织起到明显的均匀、细化作用，提高了结合处的失效载荷，进而提升了二片式轮毂的连接强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及轮毂焊接技术领域，尤其涉及一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置。
背景技术
对于由轮辐和轮辋组成的二片式轮毂结构，一般通过螺栓连接在一起，一方面增加了轮毂的整体重量，另一方面，在轮辐和轮辋上开螺栓孔也会一定程度上降低结构的强度。
搅拌摩擦焊为一种新型的固相连接技术，其利用搅拌工具的摩擦产热实现材料的连接，具有成本低、效率高、不受轴类零件的限制、不增加多余质量等特点，因此，常通过搅拌摩擦焊进行二片式轮毂结构的焊接。但是，搅拌摩擦焊主要是利用搅拌头和工件之间的摩擦产热实现金属间的连接，在此过程中，焊机必须提供足够大的轴向力和旋转扭矩才能得到高质量的焊接接头，并且焊接过程中存在搅拌头易损坏等缺点，限制了焊接速度的提高，降低了焊接效率。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，利用夹角调节机构将超声直接施加在待焊轮毂侧方，超声振动对接头组织起到明显的均匀、细化作用，提高了结合处的失效载荷，进而提升了二片式轮毂的连接强度。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
本实用新型的实施例提供了一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，包括搅拌摩擦焊机构、超声振动装置和夹角调节机构，夹角调节机构包括与搅拌摩擦焊机构相连的第一调节部、与超声振动装置相连的第二调节部，第一调节部和第二调节部配合形成伸缩结构。
作为进一步的实现方式，所述第一调节部和第二调节部对应开设多个调节孔。
作为进一步的实现方式，所述第一调节部和第二调节部插接在一起，通过不同位置的调节孔对应进行角度调节。
作为进一步的实现方式，所述第一调节部和第二调节部的纵向截面呈弧形。
作为进一步的实现方式，所述调节孔在每个调节部上至少开设三个。
作为进一步的实现方式，所述超声振动装置包括超声工具头，超声工具头连接超声发生器。
作为进一步的实现方式，所述超声工具头的轴线与水平面的夹角可在0～60°变换。
作为进一步的实现方式，所述超声工具头连接气缸，气缸通过第二连接件与第二调节部相连。
作为进一步的实现方式，所述搅拌摩擦焊机构通过第一连接件与第一调节部相连。
作为进一步的实现方式，所述第一连接件安装于搅拌摩擦焊机构的非旋转部位。
本实用新型的有益效果如下：
(1)本实用新型利用夹角调节机构将超声直接施加在待焊轮毂侧方，超声探头跟随搅拌摩擦焊机构向前行进，完成焊接过程；能够解决搅拌摩擦焊焊接轮毂时焊速较低、效率较低的问题，同时提高轮辐和轮辋的连接强度。
(2)本实用新型的夹角调节机构包括第一调节部和第二调节部，第一调节部和第二调节部采用插接结构，且二者的纵向截面呈弧形，以便能够顺利实现伸缩调节；通过设置多个调节孔，改变第一调节部和第二调节部的重合距离，从而实现超声工具头与搅拌摩擦焊机构的角度调节，操作方便。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的结构示意图；
其中，1、搅拌摩擦焊机构，2、搅拌头，3、第一调节部，4、超声工具头，5、气缸，6、超声发生器，7、轮辐，8、轮辋，9、第二调节部，10、调节孔，11、第一连接件，12、第二连接件。
具体实施方式
实施例一：
本实施例提供了一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，如图1所述，包括搅拌摩擦焊机构1、超声振动装置和夹角调节机构，搅拌摩擦焊机构1和超声振动装置之间通过夹角调节机构相连，通过夹角调节机构能够调节摩擦焊机构1和超声振动装置的夹角。
具体的，所述夹角调节机构包括第一调节部3和第二调节部9，第一调节部3通过第一连接件11与搅拌摩擦焊机构1可拆卸连接，第二调节部9通过第二连接件12与超声振动装置可拆卸连接；第一调节部3和第二调节部9形成伸缩结构。
在本实施例中，第一调节部3和第二调节部9为插接结构，第一调节部3远离第一连接件11的一端与第二调节部9远离第二连接件12的一端插接；且第一调节部3和第二调节部9对应开设多个调节孔10，通过不同位置的调节孔10相对配合实现二者插接距离的调节，从而改变搅拌摩擦焊机构1和超声振动装置之间的角度。
所述调节孔10的个数根据具体调节角度设置，第一调节部3和第二调节部9上均至少开设三个调节孔10。调节孔10位置对应好后，通过连接件(例如螺栓)将第一调节部3和第二调节部9对应的调节孔10连接固定。
优选地，所述第一调节部3和第二调节部9的纵向截面呈弧形，以便二者能够顺利伸缩。
在本实施例中，所述搅拌摩擦焊机构1包括搅拌头2、驱动搅拌头2旋转的驱动机构，第一连接件11安装于驱动机构外侧。所述超声振动装置包括超声工具头4、气缸5、超声发生器5，超声工具头4连接于气缸5的伸出端，超声发生器5通过线缆与超声工具头4连接，所述第二连接件12固定于气缸5外侧。
本实施例的超声工具头4采用圆柱式超声工具头，其轴线与水平面的夹角可在0～60°变换。超声工具头4工作时的角度优选为与水平面夹角30°、45°和60°。
本实施例的使用方法为：
步骤一：通过轮毂装夹装置将轮辐7和轮辋8搭接固定。
步骤二：超声振动装置通过夹角调节机构与搅拌摩擦焊机构1非旋转部分连固定，初始时超声工具头4与焊接方向呈90°夹角。
通过夹角调节机构可以实现超声工具头4与水平面60°、45°、30°的角度变换。超声工具头4在焊接过程中与搅拌头2共同前进，超声频率为20kHz，超声功率为300W。
步骤三：焊接开始，启动超声振动装置，气缸5伸出将超声工具头4下放压在待焊轮毂表面，将超声直接施加在搅拌头侧方的待焊轮毂表面。搅拌头2转速范围在400-1200r/min，焊接速度可设置为30-1000mm/min。
焊接开始，搅拌头2下压深入待焊轮毂表面。轮毂通过装夹装置的旋转，不断与上方的搅拌头2进行搅拌摩擦焊接，搅拌头2转速直到轮毂完成整圈焊接后，搅拌头上移退出轮毂内部，焊接结束。
本实施例通过超声工具头4在焊接前将超声能量施加在待焊工件上，通过超声振动预先软化母材，降低材料的流动应力，促进材料在焊接过程中的流动，使轮辐7和轮辋8接头处材料能够充分混合，提高接头质量。
同时，超声振动有效的降低了焊接载荷，可以有效提高焊接速度，提升焊接的效率。相比于其他焊接方法，本实施例实现了绿色焊接，整个过程不产生污染物质，同时不使用任何焊接填充材料，不对轮毂增加任何多余质量，降低了成本。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，其特征在于，包括搅拌摩擦焊机构、超声振动装置和夹角调节机构，夹角调节机构包括与搅拌摩擦焊机构相连的第一调节部、与超声振动装置相连的第二调节部，第一调节部和第二调节部配合形成伸缩结构。
2.根据权利要求1所述的一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，其特征在于，所述第一调节部和第二调节部对应开设多个调节孔。
3.根据权利要求2所述的一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，其特征在于，所述第一调节部和第二调节部插接在一起，通过不同位置的调节孔对应进行角度调节。
4.根据权利要求3所述的一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，其特征在于，所述第一调节部和第二调节部的纵向截面呈弧形。
5.根据权利要求2所述的一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，其特征在于，所述调节孔在每个调节部上至少开设三个。
6.根据权利要求1所述的一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，其特征在于，所述超声振动装置包括超声工具头，超声工具头连接超声发生器。
7.根据权利要求6所述的一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，其特征在于，所述超声工具头的轴线与水平面的夹角可在0～60°变换。
8.根据权利要求6所述的一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，其特征在于，所述超声工具头连接气缸，气缸通过第二连接件与第二调节部相连。
9.根据权利要求1或8所述的一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，其特征在于，所述搅拌摩擦焊机构通过第一连接件与第一调节部相连。
10.根据权利要求9所述的一种超声辅助搅拌摩擦焊接轮毂的装置，其特征在于，所述第一连接件安装于搅拌摩擦焊机构的非旋转部位。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN114535774A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-27 | 江苏嘉一北科光学科技有限公司 | 一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法 |
| CN115121932A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-30 | 广东铭利达科技有限公司 | 一种铝合金超声振动辅助搅拌摩擦焊接方法 |
| CN115318567A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-11-11 | 中国航发贵阳发动机设计研究所 | 一种带超声振动辅助的冷态便携式一体化混胶涂胶装置 |
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