[发明专利]手持式双功能旋转摩擦焊接装置及焊接方法

说明书

本发明公开了手持式双功能旋转摩擦焊接装置及其焊接方法，所述手持式双功能旋转摩擦焊接装置包括：电动缸、机架、杠杆组件、上下滑动组件；所述机架为各部件提供安装接口，所述电动缸驱动杠杆组件，杠杆组件带动上下滑动组件滑动，由上下滑动组件提供摩擦拉塞焊的轴向进给与轴向保持力，外源式自动夹头固定摩擦拉塞钉。

技术领域

本发明涉及先进连接领域，特别涉及手持式双功能旋转摩擦焊接装置及焊接方法。

背景技术

随着机械设备整体制造技术能力加强（例如3D打印技术），零件尺寸规模做的越来越大，但基于材料、工艺等各方面局限，零件之间的零连接接头（join-free）仍无法避免，尤其对于列车组、飞机和航母、舰船的大尺度机体制造，部件加工和总装阶段划分不明显，在产品制造现场进行便携式和手持式焊接是一种制造常态模式。同时，手持式和便携式焊接用于现场抢修也十分常见。

另外，随着航天技术深入发展在轨运行的空间飞行器和空间垃圾日益增多，加之先进国家所研制的破坏飞行器的空间武器面世，空间飞行器面临空间在轨修复的需求十分紧迫。搅拌摩擦焊接和摩擦拉塞焊接是一种固相连接和点连接技术手段，在空间修复焊接中潜力巨大，十分有必要发明功率小、重量轻、可靠性高、使用方便的空间焊接设备。

正如所知，搅拌摩擦焊接和摩擦拉塞焊接尚属于先进的固相连接技术和修补焊接技术，该技术在设备小型化方面和满足真空、高低温及失重环境的空间焊接方面，更是国内外一项全新领域，因此本发明所述的手持式双功能旋转摩擦焊接的方法和装置具有填补国内外空白及提供一种基于先进固相焊接的现场焊接和修补工具利器的重大意义。本发明可满足各种大型产品生产的先进焊接要求，具有功率小、重量轻、可靠性高、使用方便等特点，不仅可做地面手持焊接设备，更能适用于空间站在轨手持式焊接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种小型化的、可满足真空、高低温及失重环境的空间焊接的手持式双功能旋转摩擦焊接装置及方法，用于先进固相焊接的现场焊接和缺陷修补。

本发明所提供的手持式双功能旋转摩擦焊接装置，包括：电动缸、机架)、杠杆组件、上下滑动组件；所述机架为各部件提供安装接口，所述电动缸驱动杠杆组件，杠杆组件带动上下滑动组件滑动，由上下滑动组件提供摩擦拉塞焊的轴向进给与轴向保持力，外源式自动夹头固定摩擦拉塞钉。

进一步，所述杠杆组件包括：舌轴节、颌骨杆、销轴、牵连轴)、滚针轴承及紧轴；电动缸通过所述销轴与舌轴节、颌骨杆连接；颌骨杆为鳄鱼嘴结构，牵连轴安装于颌骨杆相对的一组牵连轴孔内；所述紧轴穿过颌骨杆上的紧轴孔后固定于机架上的紧轴孔；所述滚针轴承位于紧轴与颌骨杆之间。

进一步，所述上下滑动组件包括：电主轴、滑块和滚动导轨；所述电主轴与牵连轴连接，牵连轴带动电主轴相对机架滑动；所述滑块安装于机架，滚动导轨安装于电主轴；滚动导轨沿滑块滑动。

进一步，还包括：行走组件和力变向器，所述行走组件包括：垫板、底板、行走滚动导轨和行走滑块；行走滚动导轨固定于机架表面，行走滑块可以沿行走滚动导轨滑动，底板位于行走滑块表面，垫板位于底板（20）表面，待焊接的母材位于垫板表面。

进一步，拔出销轴时，电动缸与力变向器的输入端连接，力变向器输出端连接行走滑块，实现搅拌摩擦焊接。

进一步，还包括：螺钉、螺母、螺栓；螺钉、螺母用于锁止行走组件，螺栓用于锁止颌骨架；当电动缸轴向进给完成后，松开螺钉、螺母解除行走锁止，将螺栓拧高顶紧颌骨杆实现轴向进给锁止，最后拔出销轴，完成电动缸传力路线的切换。

进一步，还包括：手控组件，所述手控组件包括控制按钮和手把。

进一步，所述力变向器通过球体在一定曲率曲线槽内的自由滚动原理，改变与传递曲线切线方向输入和输出的力的方向。