搅拌摩擦焊在铝型材和铝板连接技术上的应用

技术领域

本发明属于铝型材焊接相关技术领域，具体涉及搅拌摩擦焊在铝型材和铝板连接技术上的应用。

背景技术

搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝，搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样。搅拌摩擦焊也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状(如带螺纹圆柱体)的搅拌针伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化，同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。

现有的铝型材焊接技术存在以下问题：现有的铝型材焊接技术在实际的焊接工作的应用中，还存在着一定的不足之处，目前大多数铝件焊接都是采用传统氩弧焊，其焊接易变形，且焊缝强度较低，时常无法满足产品使用要求，铝焊对于环境的要求和操作人员的水平要求均较高。

发明内容

本发明的目的在于提供搅拌摩擦焊在铝型材和铝板连接技术上的应用，以解决上述背景技术中提出的目前大多数铝件焊接都是采用传统氩弧焊，其焊接易变形，且焊缝强度较低，时常无法满足产品使用要求，铝焊对于环境的要求和操作人员的水平要求均较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：搅拌摩擦焊在铝型材和铝板连接技术上的应用，其包括以下步骤：

步骤一：在待焊接工件上的铝型材表面加工凹槽，将连接件放入凹槽内；

步骤二：将放入连接件的铝型材放置于可调工作台上，利用升降装置对可调工作台高度进行适当调节，利用定位装置对铝型材进行固定，使用外界搅拌摩擦焊沿连接件周长位置焊接一圈；

步骤三：在铝板表面加工与连接件外径大小一致过孔，将铝板套接在连接件上，使用外界搅拌摩擦焊沿连接件周长位置焊接一圈，即可通过连接件将铝型材和铝板进行固定。

优选的，所述升降装置包括外筒、工字板以及固定台，所述外筒共设置有四个，所述工字板固定连接于四个外筒的内壁，所述固定台固定于工字板的上端，所述外筒的内部滑动套设有内杆，所述外筒的前后端外壁均开设有通槽，所述工字板左右侧上端外壁上均固定有固定件，两个所述固定件之间转动连接有转动杆，且转动杆左右两端均贯穿固定件内部，所述转动杆共设有两个，两个所述转动杆中间外壁上均固定套设有齿轮，所述转动杆的左右端均通过连接杆与内杆下端连接，所述固定台的上端固定有电机，所述电机通过机轴与齿条连接，所述齿条滑动套设于工字板内部，所述齿条的前后端外壁分别与两个齿轮相啮合。

优选的，所述可调工作台包括台座、工作台体以及挡板，所述工作台体滑动套设于台座上，所述挡板放置于工作台体上端，所述挡板左右两端均固定有连接块，所述连接块的内部滑动套设有插销，所述工作台体左右两侧上端均开设有与插销相配合的插孔，所述工作台体的前端固定有固定块，所述固定块的内部滑动套设有限位杆，所述限位杆的上端固定有压盖，所述固定块上端面和压盖之间固定有复位弹簧，所述台座的前端外壁等距设有限位柱。

优选的，所述定位装置包括固定板、丝杆以及推板，所述固定板共设有两个，两个所述固定板分别固定于工作台体左右侧的上端，所述丝杆转动连接于两个固定板之间，所述推板设于丝杆的一侧，所述丝杆的外壁上对称套设有移动块，所述移动块和推板之间轴连接有推拉杆，所述丝杆的中间位置固定有分段块，所述丝杆的一端固定有对丝杆进行转动的把手。

优选的，所述连接杆和内杆轴连接，所述连接杆和转动杆固定连接。

优选的，所述分段块将丝杆均分为左右两段，且左右两段丝杆外壁上的螺纹旋转方向相反。

优选的，所述限位杆为直角状结构，所述限位杆的下端卡接于相邻的两个限位柱之间。

与现有铝型材焊接技术相比，本发明提供了搅拌摩擦焊在铝型材和铝板连接技术上的应用，具备以下有益效果：

一、本发明在进行焊接工作时，在铝型材表面加工凹槽，将连接件放入凹槽内，并使用搅拌摩擦焊沿连接件周长位置焊接一圈，然后在铝板表面加工与连接件外径大小一致过孔，将铝板套在连接件上，使用搅拌摩擦焊沿连接件周长位置焊接一圈，如此铝型材和铝板能够通过连接件固定住，该种连接方式强度高，变形小，能够避免目前氩弧焊产生高热量导致的焊接变形，焊缝强度低等问题；

二、本发明通过设置升降装置，升降装置上的电机通电后，会通过机轴带动齿条上下运动，由于齿条的前后端外壁分别与两个齿轮相啮合，因此，齿条的上下运动可以带动两个齿轮同时以相反的方向进行转动，齿轮的转动可以带动两个转动杆进行旋转，此时，连接杆会以转动杆端部为圆心随着转动杆的转动而转动，从而带动内杆在外筒内部进行上下移动，对内杆上端的可调工作台高度进行调整；

三、本发明通过设置定位装置，通过把手转动丝杆，使得丝杆外壁上的移动块能够顺着丝杆进行移动，由于丝杆左右两段外壁上的螺纹旋转方向相反，这样使得在丝杆转动时，两个移动块能够顺着丝杆外壁同时向着相反的方向进行移动，移动块移动的同时，能够利用推拉杆对推板进行移动，在推板和挡板的共同作用下，能够对工作台体上的待焊接工件进行夹紧固定。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为本发明提出的搅拌摩擦焊在铝型材和铝板连接技术上的应用装配结构示意图；

图2为本发明提出的升降装置结构示意图；

图3为本发明提出的可调工作台结构示意图；

图4为本发明提出的焊接工件结构示意图；

图5为本发明提出的定位装置结构示意图；

图6为本发明提出的齿条装配结构示意图；

图7为本发明提出的插销装配结构示意图；

图8为本发明提出的固定块内部结构示意图；

图中：1、升降装置；101、工字板；102、齿轮；103、齿条；104、固定件；105、连接杆；106、转动杆；107、固定台；108、电机；109、内杆；110、外筒；111、通槽；2、可调工作台；201、插销；202、工作台体；203、插孔；204、台座；205、限位柱；206、限位杆；207、固定块；208、复位弹簧；209、压盖；210、连接块；211、挡板；3、待焊接工件；301、铝板；302、铝型材；303、连接件；4、定位装置；401、丝杆；402、分段块；403、把手；404、推拉杆；405、推板；406、固定板；407、移动块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：搅拌摩擦焊在铝型材和铝板连接技术上的应用，其包括以下步骤：

步骤一：在待焊接工件3上的铝型材302表面加工凹槽，将连接件303放入凹槽内；

步骤二：将放入连接件303的铝型材302放置于可调工作台2上，利用升降装置1对可调工作台2高度进行适当调节，利用定位装置4对铝型材302进行固定，使用外界搅拌摩擦焊沿连接件303周长位置焊接一圈；

步骤三：在铝板301表面加工与连接件303外径大小一致过孔，将铝板301套接在连接件303上，使用外界搅拌摩擦焊沿连接件303周长位置焊接一圈，即可通过连接件303将铝型材302和铝板301进行固定。

为了能够对可调工作台2的高度进行调整，升降装置1包括外筒110、工字板101以及固定台107，外筒110共设置有四个，工字板101固定连接于四个外筒110的内壁，固定台107固定于工字板101的上端，外筒110的内部滑动套设有内杆109，外筒110的前后端外壁均开设有通槽111，工字板101左右侧上端外壁上均固定有固定件104，两个固定件104之间转动连接有转动杆106，且转动杆106左右两端均贯穿固定件104内部，转动杆106共设有两个，两个转动杆106中间外壁上均固定套设有齿轮102，转动杆106的左右端均通过连接杆105与内杆109下端连接，固定台107的上端固定有电机108，电机108通过机轴与齿条103连接，齿条103滑动套设于工字板101内部，齿条103的前后端外壁分别与两个齿轮102相啮合，电机108通电后通过机轴带动齿条103上下运动，齿条103的上下运动可以带动两个齿轮102同时以相反的方向进行转动，齿轮102的转动可以带动两个转动杆106进行旋转，此时，连接杆105会以转动杆106端部为圆心随着转动杆106的转动而转动，从而带动内杆109在外筒110内部进行上下移动，对内杆109上端的可调工作台2高度进行调整。

为了能够对可调工作台2上放置的待焊接工件3进行位置调节，可调工作台2包括台座204、工作台体202以及挡板211，工作台体202滑动套设于台座204上，挡板211放置于工作台体202上端，挡板211左右两端均固定有连接块210，连接块210的内部滑动套设有插销201，工作台体202左右两侧上端均开设有与插销201相配合的插孔203，在插销201和插孔203的共同作用下，能够对挡板211在工作台体202上进行固定，工作台体202的前端固定有固定块207，固定块207的内部滑动套设有限位杆206，限位杆206的上端固定有压盖209，固定块207上端面和压盖209之间固定有复位弹簧208，台座204的前端外壁等距设有限位柱205，在工作时，通过下压压盖209，使得限位杆206在固定块207内部下移，此时，限位杆206下端与限位柱205分离，使得限位柱205不会对限位杆206造成阻挡，因此，可以在台座204上端对工作台体202进行推移。

为了能够对待焊接工件3位置进行夹紧固定，定位装置4包括固定板406、丝杆401以及推板405，固定板406共设有两个，两个固定板406分别固定于工作台体202左右侧的上端，丝杆401转动连接于两个固定板406之间，推板405设于丝杆401的一侧，丝杆401的外壁上对称套设有移动块407，移动块407和推板405之间轴连接有推拉杆404，丝杆401的中间位置固定有分段块402，丝杆401的一端固定有对丝杆401进行转动的把手403，通过把手403转动丝杆401，使得丝杆401外壁上的移动块407能够顺着丝杆401进行移动，移动块407移动的同时，能够利用推拉杆404对推板405进行移动，使得推板405和挡板211能够对其中间的待焊接工件3进行夹紧。

为了使得转动杆106在转动时，能够通过连接杆105带动内杆109进行上下推拉，连接杆105和内杆109轴连接，连接杆105和转动杆106固定连接。

分段块402将丝杆401均分为左右两段，且左右两段丝杆401外壁上的螺纹旋转方向相反，这样使得在丝杆401转动时，两个移动块407能够顺着丝杆401外壁同时向着相反的方向进行移动。

限位杆206为直角状结构，限位杆206的下端卡接于相邻的两个限位柱205之间，在限位杆206和限位柱205的共同作用下，可以对工作台体202在台座204上进行位置固定。

本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，在利用本发明进行工作时，根据工作需要，对可调工作台2高度进行调整，升降装置1上的电机108通电后，会通过机轴带动齿条103上下运动，由于齿条103的前后端外壁分别与两个齿轮102相啮合，因此，齿条103的上下运动可以带动两个齿轮102同时以相反的方向进行转动，齿轮102的转动可以带动两个转动杆106进行旋转，此时，连接杆105会以转动杆106端部为圆心随着转动杆106的转动而转动，从而带动内杆109在外筒110内部进行上下移动，对内杆109上端的可调工作台2高度进行调整，调整结束后，通过下压压盖209，使得限位杆206在固定块207内部下移，此时，限位杆206下端与限位柱205分离，使得限位柱205不会对限位杆206造成阻挡，因此，可以在台座204上端对工作台体202进行位置调整。

在调整工作结束后，将由铝板301、铝型材302、以及连接件303组成的待焊接工件3放置于工作台体202上，通过把手403转动丝杆401，使得丝杆401外壁上的移动块407能够顺着丝杆401进行移动，由于丝杆401左右两段外壁上的螺纹旋转方向相反，这样使得在丝杆401转动时，两个移动块407能够顺着丝杆401外壁同时向着相反的方向进行移动，移动块407移动的同时，能够利用推拉杆404对推板405进行移动，在推板405和挡板211的共同作用下，能够对待焊接工件3上的铝型材302进行夹紧固定，在进行焊接工作时，在铝型材302表面加工凹槽，将连接件303放入凹槽内，并使用搅拌摩擦焊沿连接件303周长位置焊接一圈，然后在铝板301表面加工与连接件303外径大小一致过孔，将铝板301套在连接件303上，使用搅拌摩擦焊沿连接件303周长位置焊接一圈，如此铝型材302和铝板301能够通过连接件303固定住。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。