一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统技术方案

本发明专利技术涉及焊接设备技术领域，特别是涉及一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统。包括驱动机构、焊枪机构、旋转挤压机构以及连接架，焊枪机构导向滑移装配在连接架上，焊枪机构上还设置有自调机构，自调机构用于在旋转挤压机构旋转挤压增材时调整焊枪机构的位置、以使焊枪机构和焊接平台的间距保持不变，驱动机构用于控制旋转挤压机构进行旋转挤压作业。通过采用本发明专利技术的焊接系统，使得旋转挤压机构和焊枪机构能够同步运动，提高了旋转挤压机构和焊枪机构的协同性，保证了焊接过程的标准化；此外，自调机构的设置使得焊枪与焊接平台之间的间距始终保持不变，保证了焊接作业的稳定性，进而保证了焊接质量。

A hybrid welding system of arc welding and friction stir welding

【技术实现步骤摘要】
一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统
本专利技术涉及焊接设备
，特别是涉及一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统。
技术介绍
由于电弧增材制造过程是一个非平衡态的凝固过程且需要经历多重的热输入，这使得人们普遍认为电弧增材的综合力学性能要低于常规加工方法所获得的材料结构。而为了改善电弧增材的组织及性能，现有技术中也有学者提出对电弧增材进行微铸锻、超声冲击、锤击等辅助加工，以改善电弧增材的应力分布并细化晶粒，并最终实现电弧增材随焊形变强化的目的。例如在申请公布号为CN109590625A的中国专利技术专利申请中即公开了一种电弧增材成形与搅拌摩擦加工的复合制造方法，该复合制造方法通过在焊枪的后侧设置搅拌头，当增材成形后，通过后方的搅拌头对增材搅拌摩擦，从而实现随焊形变强化的作用。但是该专利文献中的搅拌头和焊枪是相对独立运行的，焊接时，搅拌头和焊枪很容易出现不能同步调整的问题，从而不能满足焊接过程的标准化、协同化的作业要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统，用于解决现有技术中搅拌头和焊枪的协同性较差的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统，采用如下的技术方案：一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统包括驱动机构、焊枪机构、旋转挤压机构以及连接在焊枪机构和旋转挤压机构之间的连接架，所述旋转挤压机构与连接架固定连接，所述焊枪机构滑动装配在连接架上，所述焊枪机构上还设置有自调机构，自调机构用于在旋转挤压机构旋转挤压增材时驱动焊枪机构在连接架上滑动、以使焊枪机构和焊接平台的间距保持不变，所述驱动机构用于控制旋转挤压机构进行旋转挤压作业。进一步地，所述自调机构包括顶推件和弹性复位件，所述顶推件的一端与焊枪机构固定连接、另一端用于顶压在焊接平台上，所述弹性复位件用于向顶推件施加弹性作用力、以使顶推件顶压在焊接平台上。进一步地，所述弹性复位件为复位弹簧，所述复位弹簧夹持在连接架和顶推件之间。进一步地，所述顶推件用于朝向焊接平台的一端设置有滑轮。进一步地，所述顶推件为L型，顶推件可拆固定在焊枪机构上。进一步地，所述连接件的一侧固定连接在旋转挤压机构上，连接架的另一侧设置有导向孔，所述焊枪机构滑动装配在导向孔内。进一步地，所述连接架为伸缩式连接架。进一步地，所述焊枪机构上还设置有挡止件，所述挡止件用于与连接架相互挡止、以限制焊枪机构的导向位移量。进一步地，所述驱动机构包括机械臂和控制装置，所述控制装置用于操控机械臂动作、以使旋转挤压机构和增材的作用力保持恒定。进一步地，还包括焊接电源。本专利技术实施例一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统与现有技术相比，其有益效果在于：通过采用本专利技术的焊接系统，由于旋转挤压机构和焊枪机构是通过连接架连接在一起的，旋转挤压机构和焊枪机构能够在水平方向上同步移动，提高了旋转挤压机构和焊枪机构的协同性，并保证了焊接过程的标准化，避免了分别独立操控时，容易造成旋转挤压机构和焊枪机构间距等参数容易变化的情况。此外，自调机构的设置使得焊枪机构能够自行调整，并使得焊枪与焊接平台之间的间距始终保持不变，这样避免了旋转挤压机构在对增材进行旋转挤压时容易带动焊枪机构随动(竖直方向的运动)、进而容易造成焊枪机构和焊接平台之间间距不稳定的情况，保证了焊接作业的稳定性，进而保证了焊接质量。附图说明图1是本专利技术实施例的电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统的整体结构原理示意图；图2是本专利技术实施例的电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统的侧视示意图；图3是本专利技术实施例的电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统的立体示意图；图4是图3中A处的局部放大图；图5是图4中B处的局部放大图。图中，1-机械臂，2-焊接平台，3-自调机构，301-弹性复位件，302-顶推件，303-滑轮，4-旋转挤压机构，401-电主轴，402-旋转挤压头，5-连接架，501-导向孔，6-焊枪机构，601-焊枪气管，7-控制装置，8-焊接电源。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1至图5所示，本专利技术实施例优选实施例的一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统。电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统包括驱动机构、焊枪机构6、旋转挤压机构4以及连接在焊枪机构6和旋转挤压机构4之间的连接架5，所述搅拌头机4构与连接架5固定连接，所述焊枪机构6滑动装配在连接架5上，所述焊枪机构6上还设置有自调机构3，自调机构3用于在旋转挤压机构4旋转挤压增材时驱动焊枪机构6在连接架5上滑动、以使焊枪机构6和焊接平台2的间距保持不变，所述驱动机构用于控制旋转挤压机构4进行旋转挤压作业。具体而言，本实施例中驱动机构包括机械臂1和控制装置7，机械臂1具体为重载机器人，控制装置7为PLC控制系统，机械臂1和控制装置7电性连接。本实施例中焊枪机构6和旋转挤压机构4均安装在机械臂1的操作端处，具体的，如图2和图3所示，本实施例中旋转挤压机构4直接与机械臂1的操作端安装固定，而焊枪机构6则通过连接架5与旋转挤压机构4连接固定。这样当机械臂1动作时，即会带动旋转挤压机构4和焊枪机构6同步动作，从而实现旋转挤压机构4和焊枪机构6的协同作业。本实施例中旋转挤压机构4包括电主轴401以及安装在电主轴401下方的旋转挤压头402，旋转挤压头402在电主轴401的作用下能够转动，从而实现对成形增材的旋转挤压。由于旋转挤压机构4为成熟的现有技术，本实施例中不再对旋转挤压机构4的具体结构和原理详述。由于在实际电弧增材制造过程中，前道焊缝不可避免的会出现高低不平的现象，为了保证旋转挤压机构4旋转挤压过程的连续性和稳定性，本实施例的驱动机构为恒压驱动机构，即驱动机构能够及时调整旋转挤压头402和焊缝(焊接平台2)的间距，从而保证旋转挤压头402和焊接平台2的作用力始终维持在设定的压力数值。为了实现上述目的，本实施例中驱动机构还包括压力传感器，压力传感器用于监测焊接平台2对旋转挤压头402的反作用力，而控制装置7内预存有设定作用力参数(也可以为一定范围的阈值)，当压力传感器监测的反作用力数值大于或小于设定作用力参数时(或者超过阈值的两边临界值)，控制装置7即会操控机械臂1动作、以将旋转挤压头402矫正至与设定作用力(阈值)相对应的位置处。例如当旋转挤压头402向焊接平台2挤压并超过设定作用力参数时，控制装置7会操控机械臂1抬升、以调整旋转挤压头402和焊接平台2之间的作用力，从而减弱旋转挤压头402和焊接平台2的相互作用。在其他实施例中，机械臂1上也可以通过安装恒压机构实现恒压调整，恒压机构的作用原理在授权公告号CN203220338U、专利名称为一种鞋面抛光机的按摩装置的中国技术专利中已有所公开，本实施例中不再对恒压机构详述。本实施例中焊枪机构6通过连接架5安装固定在旋转挤压机构4的电主轴401上，连接架5为L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统，其特征在于：包括驱动机构、焊枪机构(6)、旋转挤压机构(4)以及连接在焊枪机构(6)和旋转挤压机构(4)之间的连接架(5)，所述旋转挤压机构(4)与连接架(5)固定连接，所述焊枪机构(6)滑动装配在连接架(5)上，所述焊枪机构(6)上还设置有自调机构(3)，自调机构(3)用于在旋转挤压机构(4)旋转挤压增材时驱动焊枪机构(6)在连接架(5)上滑动、以使焊枪机构(6)和焊接平台(2)的间距保持不变，所述驱动机构用于控制旋转挤压机构(4)进行旋转挤压作业。/n

【技术特征摘要】
1.一种电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统，其特征在于：包括驱动机构、焊枪机构(6)、旋转挤压机构(4)以及连接在焊枪机构(6)和旋转挤压机构(4)之间的连接架(5)，所述旋转挤压机构(4)与连接架(5)固定连接，所述焊枪机构(6)滑动装配在连接架(5)上，所述焊枪机构(6)上还设置有自调机构(3)，自调机构(3)用于在旋转挤压机构(4)旋转挤压增材时驱动焊枪机构(6)在连接架(5)上滑动、以使焊枪机构(6)和焊接平台(2)的间距保持不变，所述驱动机构用于控制旋转挤压机构(4)进行旋转挤压作业。


2.根据权利要求1所述的电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统，其特征在于：所述自调机构(3)包括顶推件(302)和弹性复位件(301)，所述顶推件(302)的一端与焊枪机构(6)固定连接、另一端用于顶压在焊接平台(2)上，所述弹性复位件(301)用于向顶推件(302)施加弹性作用力、以使顶推件(302)顶压在焊接平台(2)上。


3.根据权利要求2所述的电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统，其特征在于：所述弹性复位件(301)为复位弹簧，所述复位弹簧夹持在连接架(5)和顶推件(302)之间。


4.根据权利要求2所述的电弧焊和搅拌摩擦焊复合焊接系统，其特征在于：所述顶推件(30...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐望辉，赵运强，余陈，董春林，易耀勇，
申请(专利权)人：广东省焊接技术研究所广东省中乌研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44