一种同步控形控性处理的约束式摩擦螺柱焊接装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种同步控形控性处理的约束式摩擦螺柱焊接装置与方法。该装置主要包含加持柄、柱体套筒、紧固螺栓、铣削刀具和螺柱。摩擦螺柱焊过程中，柱体套筒、铣削刀具与螺柱同时下压，螺柱首先接触基板，摩擦产热，形成局部冶金结合，随柱体套筒逐渐下压至基板表面并停留数秒，保证螺柱与基板的充分冶金结合，实现性能的控制；同时铣削刀具与基板微接触，去除螺柱摩擦挤压溢出材料形成的飞边，保证螺柱焊接头的一致性，实现形状的优化控制。该方法以局部自发热为主要特点，不仅适用于金属及其复合材料，而且可用于聚合物及其复合材料，能够实现圆柱、方形柱、变径柱等多种型号尺寸构件的优质固相焊接。的优质固相焊接。的优质固相焊接。

【技术实现步骤摘要】
一种同步控形控性处理的约束式摩擦螺柱焊接装置与方法


[0001]本专利技术属于摩擦焊接
，特别是涉及一种同步控形控性处理的约束式摩擦螺柱焊接装置与方法。

技术介绍

[0002]螺柱焊是指一种将螺柱或类似的金属柱状物及其他紧固件焊接在金属基板上的方法，具有简便、高速、低耗、低污染等优势，广泛应用于航天、船舶、汽车、装甲车，以及钢结构、建筑等领域。按实现螺柱焊的电源分类，电弧螺柱焊可分为稳定电弧螺柱焊(电弧螺柱焊)、不稳定电弧螺柱焊(电容放电螺柱焊或电容储能螺柱焊)和短周期螺柱焊。其中，电容放电螺柱焊的特点是利用电容充电储存能量，焊接时放电形成能量脉冲，加热焊接部位且加压焊接；电弧螺柱焊是目前采用最为广泛的一种焊接方法，特点是在杆状或其他类似的金属紧固件与板材之间形成电弧的压力焊接方法；短周期螺柱焊是将焊接电流经过波形控制的电弧螺柱焊。但这些螺柱焊接方法可焊螺柱的直径小，且为防止热量集中而引起变色、变形和烧穿，要求焊接时间短，但熔深浅，焊接接头的可靠性降低。
[0003]以摩擦形变产热为主的摩擦螺柱焊接具有焊接温度低、形变自发热、适应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步控形控性处理的约束式摩擦螺柱焊接装置，其特征在于：所述装置由加持柄(1)、柱体套筒(2)、紧固螺栓(3)、螺柱(502)和铣削刀具(4)组成；所述加持柄(1)与柱体套筒(2)轴线上连接为一体，加持柄(1)外侧与柱体套筒(2)内表面均具有安装平面结构；紧固螺栓(3)位于柱体套筒(2)侧面，螺柱(502)侧面铣有平面，安装时紧固螺栓(3)端面与螺柱(502)安装平面接触，通过紧固螺栓(3)的调整，实现内部螺柱(502)的装夹和拆卸工作；螺柱(502)位于柱体套筒(2)内部，且螺柱(502)伸出柱体套筒(2)端面一定长度；铣削刀具(4)位于柱体套筒(2)外侧且同心同轴，铣削刀具(4)刀刃与柱体套筒(2)端面位于同一平面，在焊接过程中可有效去除摩擦螺柱焊过程中螺柱(502)外形成的飞边缺陷，实现表面形状的控制。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柱体套筒(2)的材质包括但不限于高速工具钢、热作模具钢、硬质合金和聚晶立方氮化硼，该材质的硬度和熔点高于螺柱，减少摩擦螺柱焊接装置的磨损。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺柱(502)伸出柱体套筒(2)的长度为1～10mm。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺柱(502)侧面有安装平面，安装时紧固螺栓(3)端面与螺柱(502)安装平面接触，保证焊接过程中螺柱(502)与摩擦螺柱焊接装置同步旋转。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的柱体套筒(2)端面的孔洞数可在1～10个之间，同时具备实现1个或多个螺柱(502)同步焊接的效果。6.一种基于权利要求1
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5任一项所述同步控形控性处理的约束式摩擦螺柱焊接装置的摩擦螺柱焊接方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、焊前清理：先通过机械打磨除去待焊基板(501)表面的氧化膜，擦拭待焊基板(501)表面，去除油污和金属粉尘异物；步骤2、依据螺柱(502)尺寸，优化设计柱体套筒(2)内部尺寸与外部尺寸，柱体套筒(2)与螺柱(502)间隙配合，螺柱(502)背部与柱体套筒(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥晨，孙书明，梁明阳，彭小洋，韩世伟，谢聿铭，黄永宪，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：