[发明专利]一种法兰盘孔径超差搅拌摩擦焊修复的装置与方法

说明书

一种法兰盘孔径超差搅拌摩擦焊修复的装置与方法，属于法兰盘孔径修复技术领域，包括垫板、加热环电线出口、加热环安装槽、辅助凹槽、主凹槽、固定夹持端、待修复法兰盘、支撑座、丝杠螺母、安装螺栓、矩形安装板、V形安装板、丝杠、移动夹持端、导轨滑块、丝杠固定座及滑块座，该装置通过丝杠进行移动夹紧待修法兰盘。在待修复孔内放入填充材料，并使用带有右旋螺纹圆柱形搅拌针的搅拌头顺时针旋转对法兰盘孔径进行修复；可选择填充材料的高度大于待修复孔的深度，以避免减薄问题。同时，本发明通过一次装夹就可以实现法兰盘上所有超差孔洞的修复。

技术领域

本发明属于法兰盘孔径修复技术领域，具体涉及一种法兰盘孔径超差搅拌摩擦焊修复的装置与方法。

背景技术

法兰盘又称凸缘法兰，是管道工程中最常用的零件之一，可以快速实现管状物的连接及固定。但是，在法兰盘长期服役过程中，会出现法兰内径损坏，螺栓孔超差等问题。目前针对上述问题的修复方法主要包括补焊和打磨等。

中国发明专利201711381548.5、201820735508.X和200910258256.1等提出采用打磨的方式对法兰盘进行修复。但是，这种修复方式将减薄法兰盘的厚度，减小其承载面积，不利于法兰盘的再次服役。

中国实用新型专利201420578260.2发明一种法兰修复装置。通过该装置可以实现法兰盘的重铸。但是该方法只能修复一些低温材料制作的法兰盘。

中国实用新型专利201820493694.0发明一种法兰修复装置。通过该装置可以将法兰盘定位，再通过补焊的方式对法兰盘进行修复。该发明通过6个螺杆将法兰盘固定，但是该方法不利于法兰盘的定位。同时，传统的熔化焊补焊会造成修复区晶粒粗大，性能明显降低。这将不利于修复后的法兰的再次服役。

上述方法中，虽然能对损坏的法兰盘进行修复，但是会出现修复区性能严重下降和修复范围较窄的问题。

发明内容

针对上述方法存在的问题，本发明的目的是提供一种法兰盘孔径超差搅拌摩擦焊修复的装置与方法。本发明中所用到的圆柱形搅拌工具具有右旋螺纹，当搅拌工具顺时针旋转时，搅拌针附近材料将向上流动，同时轴肩促进材料向下流动，材料流动形成一个循环，大大增强填充材料与孔壁的结合强度。该装置使用的法兰盘夹紧结构为半包围结构，由固定夹持端与移动夹持端两部分组成，适用于不同直径的法兰盘。移动夹持端通过丝杠移动，将法兰盘装夹在夹具上。修复过程中，垫板上的加热环可以弥补搅拌针尖端产热不足的问题，有效增加填充材料与超差孔壁间的结合强度。同时，垫板上的凹槽可避免搅拌头尖端在修复过程中由于接触硬质材料而造成的损坏。

一种法兰盘孔径超差搅拌摩擦焊修复的装置，包括支撑座、丝杠、固定夹持端和移动夹持端，所述支撑座上表面通过导轨安装螺钉对称安装有导轨，导轨上滑动安装有导轨滑块，支撑座端面通过安装螺栓设置有安装座，安装座上表面分别一体成型有矩形安装板和V形安装板，且矩形安装板较V形安装板靠近导轨一端设置，固定夹持端通过其下表面设置的两个滑块座安装于两个导轨另一端上，且滑块座通过螺钉与导轨固定，两个滑块座之间固定夹持端下表面设置有丝杠固定座，所述丝杠一端通过轴承安装于丝杠固定座上，丝杠另一端依次贯穿矩形安装板与V形安装板的通孔，且丝杠与矩形安装板和V形安装板的通孔内均安装有轴承，丝杠的丝杠螺母上固定安装有移动夹持端。

所述垫板为圆形板，在垫板的中心处开设有与法兰盘中心孔对应的主凹槽，在垫板上还开设有与主凹槽同轴设置的加热环安装槽，且加热环安装槽靠近主凹槽一端设置，在加热环安装槽上开设有加热环电线出口，在加热环安装槽内安装有加热环，在垫板的周向均匀开设有法兰盘螺栓孔对应的辅助凹槽。

所述丝杠伸出V形安装板部分与棘轮手柄、步进电机或伺服电机连接。

一种法兰盘孔径超差搅拌摩擦焊修复的装置的使用方法，采用一种法兰盘孔径超差搅拌摩擦焊修复的装置，包括以下步骤：