[发明专利]一种水下摩擦叠焊局部干法小型排水装置

说明书

技术领域

本发明属于固相焊技术领域，更加具体地说，涉及一种新型的摩擦叠焊局部干法排水装置。

背景技术

摩擦叠焊是一种新型的固相连接方法。摩擦叠焊是有TWI的WMThomas，EDNicholas等人于1992年发明的。近十年来欧洲投入了大量的精力进行了相关的基础性研究。国内方面北京石油化工学院、天津大学等都对摩擦叠焊做了初步的研究。摩擦叠焊的单元孔焊接被称为Friction Hydro Pillar Processing(FHPP),其原理是利用可消耗的特性棒(可称之为塞棒)在一定的压力或者拉力条件下，通过驱动装置带动塞棒旋转，塞棒边旋转边下降，是塞棒与塞孔(待焊孔)接触、摩擦，形成塑化金属，然后塞棒停转、顶锻，完成焊接。作为一项固相的焊接技术和修复技术，摩擦焊具有许多优点，如环保、焊速快、可在恶劣环境中进行焊接等。

由于摩擦叠焊的特点，使得其在水下焊接以及恶劣环境下焊接具有很大的优势，所以摩擦叠焊的主要研究方向均是在水下，但是水的比热容较高，会导致淬硬组织的出现，不利于缝焊过程下一阶段的焊接，所以水下焊接局部干工艺法的研究就显得尤为重要。国内外对摩擦叠焊局部干法水下焊接的研究也尚处于起步阶段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水下摩擦叠焊局部干法小型排水装置，为了解决摩擦叠焊水下焊接焊接质量较差，在水下营造空气环境下焊接的问题，从而设计的实验设备和实验流程，以达到得到更好的焊接接头质量，优化水下焊接工序，扩大工艺参数范围的目的。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种水下摩擦叠焊局部干法小型排水装置，包括排水罩，观测窗口，排水海绵层，进气孔，密封材料层，其中：

整个排水罩为圆柱形壳体，下端开口，并在竖直方向上对称铣有平面，以方便安装观测窗口；在排水罩上端面中心位置设置通孔，并在通孔中设置密封材料层；在通孔左右两侧对称设置进气孔，方便连接气管通气，来保证焊接过程中排水罩内的空气环境，达到密封要求。

观测窗口设置在排水罩竖直方向的所铣的平面上，安装有机玻璃以便保证好的排水效果并且利于外部观察排水效果。所述排水海绵层设置在排水罩的下端面，利用防水胶与排水罩连接，以保证连接的气密性，选择海绵层一是为了排出排水罩内的气体，二是预防水的大量回流。所述密封材料层为固体环形密封材料层，和塞棒之间紧密接触，在塞棒高速旋转的过程中，能保证气密性，且具有耐磨性，选择环形石墨作为密封材料层。

焊接过程中，先安装好塞棒，在排水罩中央固定好待焊工件，然后把上述的排水装置如附图1所示装配到位。调整好焊机高度，之后先通过进气孔向排水罩内通气，水平面下降，由于海绵层的存在，持续保持气体的流畅且通过吸水作用防止水的回流，待排水罩内水的液面低于待焊工件表面后，排水装置内才可以进行局部干法的焊接。启动摩擦叠焊焊机，塞棒和待焊工件接触，焊接过程开始，整个过程可以通过透明的观测窗口观察。

本方法的技术方案可以用于摩擦叠焊焊机设备对各种材料进行实验，焊接过程中焊接飞边形成以及焊接稳定性的观察，利用本发明的设备可实现摩擦叠焊焊机设备在水下任意位置的焊接。本发明针对摩擦叠焊水下局部干法的焊接实验所需。该实验设备主要用于摩擦叠焊局部干法的焊接，可以对保证局部干法的顺利实施并且可以很直观的观察焊接过程，从而达到更加深刻地分析摩擦叠焊的机理，优化摩擦叠焊工艺参数的作用，对摩擦叠焊的理论研究方面有重要的意义。

附图说明

图1是本发明的排水装置的结构示意图，其中1为排水罩，2为观测窗口，3为排水海绵，4为进气孔，5为密封材料层，6为塞棒，7为待焊工件。

图2是本发明的排水装置的俯视图，其中1为排水罩，2为观测窗口，4为进气孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

如附图1和2所示，本发明的排水装置的结构，其中1为排水罩，2为观测窗口，3为排水海绵层，4为进气孔，5为密封材料层，6为塞棒，7为待焊工件。

整个排水罩为圆柱形壳体，下端开口，并在竖直方向上对称铣有平面，以方便安装观测窗口；在排水罩上端面中心位置设置通孔，并在通孔中设置密封材料层；在通孔左右两侧对称设置进气孔，方便连接气管通气，来保证焊接过程中排水罩内的空气环境，达到密封要求。