[发明专利]一种T型接头静止轴肩搅拌摩擦焊接装置及方法

权利要求书

1.一种T型接头静止轴肩搅拌摩擦焊接装置，包括T型接头焊接夹具和T型接头静止轴肩搅拌摩擦焊接工具，其特征在于，T型接头焊接夹具包括阴模组件和阳模组件，阴模组件和阳模组件形成垂直的夹角，用于放置T型接头，T型接头包括基板（1-1）和肋板（1-2），基板（1-1）和肋板（1-2）相互垂直，T型接头的基板（1-1）固定于阴模组件上，肋板（1-2）安装在阳模上，基板（1-1）与肋板（1-2）沿着焊接方向顶紧，所述摩擦焊接工具包括搅拌针尾（10-1）、搅拌针头（10-3）和轴肩套头（10-6），搅拌针尾（10-1）一端通过螺纹连接在旋转主轴（9），另一端通过连接螺纹与搅拌针头（10-3）连接，静止轴肩套头（10-6）通过螺栓连接在机床的机头基座上并与搅拌针保持同轴；所述阴模组件为装配定位T型接头基板（1-1）的基准，阴模组件的截面形状为等边直角三角形结构，三角形的两锐角进行倒角的结构，分别为底板（5-5），和底板（5-5）垂直的第一立板Ⅰ（5-2）、第二立板Ⅰ（5-6），第一立板Ⅰ（5-2）的端部是顶板（5-1），顶板（5-1）和第二立板Ⅰ（5-6）之间通过斜板（5-3）连接，斜板（5-3）位置为基板（1-1）的定位安装位置处，斜板（5-3）靠近第二立板Ⅰ（5-6）的一端加工有沉台结构用于定位后续安装在其面的第一垫板（2），斜板（5-3）的另一端设有安装螺纹孔结构用于安装顶紧组件（6）和压紧组件（7），斜板（5-3）两个侧面上设有安装螺纹孔结构用于安装连接板（1），连接板（1）实现阴模组件与阳模组件的连接夹紧作用，在第二立板Ⅰ（5-6）设有螺纹连接孔和定位销孔用于和阳模组件固定连接；

所述阳模组件为装配定位T型接头肋板（1-2）的基准，实现肋板（1-2）在阴模上的全定位夹紧，阳模组件的截面形状为两直角边与长方形交接求和组合而成，主要由两个平行的第一平板Ⅰ（8-1）、第二平板Ⅱ（8-6），平行的平板之间一端是垂直于平板的第一立板Ⅱ（8-2），平行的平板之间的另一端是垂直于平板的第二立板Ⅱ（8-5），第二立板Ⅱ（8-5）的长度低于第一立板Ⅱ（8-2），第二立板Ⅱ（8-5）和第一平板（8-1）之间通过相互垂直的第一直角板（8-3）和第二直角板（8-4）连接，第二直角板（8-4）和第二立板Ⅱ（8-5）连接，第一直角板（8-3）和第一平板（8-1）连接。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述第一立板Ⅰ（5-2）具有三个均布排布方形减重孔，斜板（5-3）具有安装螺纹孔，阴模组件中心存在三角减重孔的肋筋（5-4）。

3.根据权利要求2所述的焊接装置，其特征在于，第一立板Ⅱ（8-2）均匀分布U型减重孔，在阳模的内部采用加强肋（8-7）连接，第一直角板（8-3）的一端加工有安装孔安装顶紧组件（6）、压紧组件（7）及第二垫板（3）并将肋板（1-2）安装在第一直角板（8-3），第二直角板（8-4）两侧设有螺纹连接孔用于安装连接板（1）实现与阴模组件的连接，第二立板Ⅱ（8-5）设有螺纹连接孔和定位销孔，增强阴模组件与阳模组件的连接紧固。

4.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述压紧组件（7）与顶紧组件（6）实现基板（1-1）与肋板（1-2）一侧的压紧及顶紧的固定，压紧组件（7）由螺柱（7-1），压板（7-2）及支撑钉（7-3）组成，螺柱（7-1）一端采用螺纹结构连接在第一直角板（8-3）或斜板（5-3），使用反向紧固螺母进行防松，支撑钉（7-3）调节支撑长度实现压板（7-2）的不同厚度的压紧，顶紧组件（6）由顶钉（6-1）、基座（6-2）及顶块（6-3）组成，基座（6-2）采用螺接方式连接在第一直角板（8-3）或斜板（5-3），通过顶钉（6-1）伸缩推动顶块（6-3）实现肋板（1-2）和基板（1-1）侧面的顶紧消除接触面的间隙，满足静止轴肩搅拌摩擦焊接的焊前装配要求。

5.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述T型接头静止轴肩搅拌摩擦焊接工具包括搅拌头组件（10），主要由搅拌针尾（10-1），搅拌针头（10-3），T型仿形静止轴肩（10-2），顶紧连接螺套（10-4），高速回转滚针轴承（10-5）及静止轴肩套头（10-6）组成，该组件的搅拌针尾（10-1）连接在旋转主轴（9），静止轴肩套头（10-6）连接在机床设备的机头基座上。