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摩擦 焊接装置及其摩擦焊接工艺

阅读：621发布：2020-05-13

专利汇可以提供摩擦焊接装置及其摩擦焊接工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种摩擦焊接装置及其摩擦焊接工艺，属于机械技术领域。它解决了现有技术存在着稳定性差的问题。本摩擦焊接装置包括机架，还包括驱动件一、驱动件二、夹具一和夹具二，上述机架上部具有导轨，上述夹具二连接在导轨上且夹具二与驱动件一相连接，上述夹具二固连在机架上且夹具二与夹具一正对，上述驱动件二能带动夹具一转动。本摩擦焊接工艺包括以下步骤：A、工件装夹：将工件A和工件B分别夹持在夹具一和夹具二上；B、进给焊接。本摩擦焊接装置稳定性高，本其摩擦焊接工艺效率高。，下面是摩擦焊接装置及其摩擦焊接工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种摩擦焊接装置，包括机架，其特征在于，还包括驱动件一、驱动件二、夹具一和夹具二，上述机架上部具有导轨，上述夹具二连接在导轨上且夹具二与驱动件一相连接，上述夹具二固连在机架上且夹具二与夹具一正对，上述驱动件二能带动夹具一转动。
2.根据权利要求1所述的摩擦焊接装置，其特征在于，所述夹具二连接在一滑块上，上述驱动件一能推动滑块平移，上述驱动件二固连在滑块上。
3.根据权利要求2所述的摩擦焊接装置，其特征在于，所述滑块下部连接在导轨上，上述驱动件一为电机，电机的转轴上固连有丝杆，上述滑块与丝杆螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的摩擦焊接装置，其特征在于，所述驱动件二为电机，电机的转轴与夹具二固连。
5.根据权利要求4所述的摩擦焊接装置，其特征在于，所述夹具一为三爪卡盘，夹具二为四爪卡盘。
6.根据权利要求4所述的摩擦焊接装置，其特征在于，所述夹具一和夹具二均为液压夹具。
7.根据权利要求5所述的摩擦焊接装置，其特征在于，所述机架上部固连有定位板，上述驱动件一固连接在定位板上。
8.根据权利要求7所述的摩擦焊接装置，其特征在于，所述定位板包括呈平板状的板体一和板体二，上述板体一水平设置且与机架相固连，上述板体二垂直固连在板体一中部处，上述驱动件一固连在板体二侧部。
9.一种摩擦焊接工艺，该工艺包括以下步骤：
A、工件装夹：将工件A和工件B分别夹持在夹具一和夹具二上；
B、进给焊接：夹具一转动过程中相对于夹具二平移，旋转的工件A与工件B逐步靠拢，工件A与工件B接触后进行摩擦焊接作业。
10.根据权利要求9所述的摩擦焊接工艺，其特征在于，所述步骤A中夹具一通过伺服电机带动其平移且夹具一与夹具二正对。

说明书全文

摩擦 焊接装置及其摩擦焊接工艺

技术领域

[0001] 本发明属于机械技术领域，涉及一种摩擦焊接装置及其摩擦焊接工艺。

背景技术

[0002] 在动力电池技术领域，极柱是动力电池中连通电池内外的部件，目前的动力电池负极有采用铜铝复合极柱。铜铝之间通过摩擦焊连接在一起形成一个整体复合极柱，因此复合极柱对结合面的结合强度有一定要求。

[0003] 目前摩擦焊接机都是通过液压系统控制完成焊接动作，但铜铝异种材料的焊接对温度、压力、焊接的长度控制很敏感，液压系统存在不稳定因素，影响焊接性能，使焊接的产品存在潜在的断裂风险，而且液压系统在每次开机时，需要进行热机使油温达到合理温度范围内以保证焊接压力的稳定性，但每次热机耽误工时，并浪费材料。

发明内容

[0004] 本发明的第一个目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种稳定性高且结构紧凑的摩擦焊接装置。

[0005] 本发明的第二个目的是提供上述摩擦焊接装置作业过程中所采用的摩擦焊接工艺。

[0006] 本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现：

[0007] 一种摩擦焊接装置，包括机架，其特征在于，还包括驱动件一、驱动件二、夹具一和夹具二，上述机架上部具有导轨，上述夹具二连接在导轨上且夹具二与驱动件一相连接，上述夹具二固连在机架上且夹具二与夹具一正对，上述驱动件二能带动夹具一转动。

[0008] 本装置中驱动件二带动夹具一持续转动。驱动件一带动夹具一平移，平移后的夹具一能靠近夹具二，最终使夹具一和夹具二上的工件稳定接触。

[0009] 工件接触后，由于夹具一持续转动，因此，两个工件之间能进行稳定的摩擦焊接。

[0010] 在上述的摩擦焊接装置中，所述夹具二连接在一滑块上，上述驱动件一能推动滑块平移，上述驱动件二固连在滑块上。

[0011] 滑块与导轨能稳定连接在一起，而且滑块还提供了足够的安装位置供驱动件二安装。

[0012] 在上述的摩擦焊接装置中，所述滑块下部连接在导轨上，上述驱动件一为电机，电机的转轴上固连有丝杆，上述滑块与丝杆螺纹连接。

[0013] 电机带动丝杆转动过程中，由于滑块与丝杆螺纹连接，因此，最终能带动滑块沿导轨稳定平移。

[0014] 在上述的摩擦焊接装置中，所述驱动件二为电机，电机的转轴与夹具二固连。

[0015] 通过驱动件二能带动夹具二稳定转动。

[0016] 在上述的摩擦焊接装置中，所述夹具一为三爪卡盘，夹具二为四爪卡盘。夹爪二用于夹紧四方形工件。

[0017] 在上述的摩擦焊接装置中，所述夹具一和夹具二均为液压夹具。

[0018] 在上述的摩擦焊接装置中，所述机架上部固连有定位板，上述驱动件一固连接在定位板上。

[0019] 在上述的摩擦焊接装置中，所述定位板包括呈平板状的板体一和板体二，上述板体一水平设置且与机架相固连，上述板体二垂直固连在板体一中部处，上述驱动件一固连在板体二侧部。

[0020] 板体一与机架之间接触面积大，板体二能稳定连接驱动件二。最终能使驱动件二稳定连接在机架上。

[0021] 本发明的第二个目的可通过下列技术方案来实现：

[0022] 一种摩擦焊接工艺，该工艺包括以下步骤：

[0023] A、工件装夹：将工件A和工件B分别夹持在夹具一和夹具二上；

[0024] B、进给焊接：夹具一转动过程中相对于夹具二平移，旋转的工件A与工件B逐步靠拢，工件A与工件B接触后进行摩擦焊接作业。

[0025] 夹具一夹持工件A，夹具二夹持工件B。转动的夹具一向夹具二靠拢后，旋转的工件A与工件B接触后完成摩擦焊接作业。

[0026] 在上述的摩擦焊接工艺中，所述步骤A中夹具一通过伺服电机带动其平移且夹具一与夹具二正对。

[0027] 伺服电机运动平稳能有效提高摩擦焊接作业的稳定性。

[0028] 在上述的摩擦焊接工艺中，所述步骤B中先使工件A与工件B进行摩擦加热，摩擦加热后再进行顶锻焊接。

[0029] 当工件A与工件B接触后此阶段为摩擦加热阶段，工件A与工件B摩擦设定时间并达到预定温度后。驱动件一再带动夹具一进给，此时进入顶锻焊接阶段。

[0030] 在上述的摩擦焊接工艺中，所述步骤B中摩擦加热包括四个阶段：初始摩擦、不稳定摩擦、稳定摩擦和停车。

[0031] 初始摩擦为工件A与工件B刚接触的阶段，不稳定摩擦为工件A与工件B进行初始摩擦后一段时间的阶段，稳定摩擦为工件A和工件B都达到预定温度的摩擦阶段，停车为工件A与工件B完成摩擦加热后的阶段。

[0032] 在上述的摩擦焊接工艺中，所述步骤B中顶锻焊接包括两个阶段：纯顶锻和顶锻维持。

[0033] 纯顶锻为驱动件一带动工件A向工件B进给时的阶段，顶锻维持为工件A与工件B连接并冷却成型过程中的阶段。

[0034] 本发明创造中工件A为铜材料，工件B为铝材料。铜的熔点是1083℃，铝的熔点是660℃，熔点差距大，因此对焊接长度、压力、温度的控制精度的要求比较高，液压系统控制的焊接机难以保持稳定性，已难以满足行业要求。本发明创造使用伺服电机配合丝杆可以精准控制，使焊接过程中预热、加热、顶煅、保压四个阶段的压缩长度、压缩速度、压缩时间保持稳定，这样能保持每个产品的焊接强度都能达到要求。

[0035] 与现有技术相比，本摩擦焊接装置由于通过伺服电机带动夹具一向夹具二平移，因此，整个摩擦焊接作业稳定性高。

[0036] 同时，本摩擦焊接工艺中工件A与工件B摩擦加热后再进行顶锻焊接，摩擦加热包括四个阶段，顶锻焊接包括两个阶段，因此，本工艺精准控制，有效保证焊接长度、压力的稳定，保持每一个产品的实际焊接参数偏差在可控范围，使焊接强度得到保证，并且伺服电机的响应速度快，可有效提高生产效率，节约焊接时间，节约生产成本。附图说明

[0037] 图1是本摩擦焊接装置的结构示意图。

[0038] 图中，1、机架；2、驱动件一；3、驱动件二；4、夹具一；5、夹具二；6、导轨；7、滑块；8、定位板；8a、板体一；8b、板体二。

具体实施方式

[0039] 如图1所示，本摩擦焊接装置包括机架1，还包括驱动件一2、驱动件二3、夹具一4和夹具二5，上述机架1上部具有导轨6，上述夹具二5连接在导轨6上且夹具二5与驱动件一2相连接，上述夹具二5固连在机架1上且夹具二5与夹具一4正对，上述驱动件二3能带动夹具一4转动。

[0040] 所述夹具二5连接在一滑块7上，上述驱动件一2能推动滑块7平移，上述驱动件二3固连在滑块7上。

[0041] 所述滑块7下部连接在导轨6上，上述驱动件一2为电机，电机的转轴上固连有丝杆，上述滑块7与丝杆螺纹连接。

[0042] 所述驱动件二3为电机，电机的转轴与夹具二5固连。

[0043] 所述夹具一4为三爪卡盘，夹具二5为四爪卡盘。根据实际情况，所述夹具一4和夹具二5均为液压夹具也是可行的。

[0044] 所述机架1上部固连有定位板8，上述驱动件一2固连接在定位板8上。

[0045] 所述定位板8包括呈平板状的板体一8a和板体二8b，上述板体一8a水平设置且与机架1相固连，上述板体二8b垂直固连在板体一8a中部处，上述驱动件一2固连在板体二8b侧部。

[0046] 本摩擦焊接工艺包括以下步骤：

[0047] A、工件装夹：将工件A和工件B分别夹持在夹具一4和夹具二5上；

[0048] B、进给焊接：夹具一4转动过程中相对于夹具二平5移，旋转的工件A与工件B逐步靠拢，工件A与工件B接触后进行摩擦焊接作业。

[0049] 所述步骤A中夹具一通过伺服电机带动其平移且夹具一与夹具二正对。

[0050] 所述步骤B中先使工件A与工件B进行摩擦加热，摩擦加热后再进行顶锻焊接。

[0051] 所述步骤B中摩擦加热包括四个阶段：初始摩擦、不稳定摩擦、稳定摩擦和停车。

[0052] 所述步骤B中顶锻焊接包括两个阶段：纯顶锻和顶锻维持。

[0053] 本装置中驱动件二带动夹具一持续转动。驱动件一带动夹具一平移，平移后的夹具一能靠近夹具二，最终使夹具一和夹具二上的工件稳定接触。

[0054] 工件接触后，由于夹具一持续转动，因此，两个工件之间能进行稳定的摩擦焊接。

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