[发明专利]一种钢管件高强高可靠密封径向摩擦焊接方法

权利要求书

1.一种钢管件高强高可靠密封径向摩擦焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、根据钢管和钢环的结构尺寸，选择合适的钢环旋转加压工装（30）和钢管固定夹持工装（40）；

b、对待焊钢环和待焊钢管待焊接部位进行机加工，加工出钢环焊接毛坯（10）与钢管焊接毛坯（20），并在两根钢管焊接毛坯（20）的焊接部位分别开设一相同的环形凹槽（21）；然后对钢环焊接毛坯（10）内表面和钢管焊接毛坯（20）待焊部位进行去铁锈、去毛刺、去油污处理；

c、将两根钢管焊接毛坯（20）对接后、采用固定夹持工装（40）分别夹持两根钢管焊接毛坯（20），将钢环焊接毛坯（10）安装在待焊接部位后、采用旋转加压工装（30）夹持钢环焊接毛坯（10）；同时，将旋转加压工装（30）与径向摩擦焊机连接；

d、启动径向摩擦焊机，固定夹持工装（40）夹持钢管焊接毛坯（20）且静止不旋转，旋转加压工装（30）夹持钢环焊接毛坯（10）且跟随径向摩擦焊机的主轴旋转；当主轴达到摩擦转速时，旋转加压工装（30）对钢环焊接毛坯（10）施加径向摩擦压力，钢环焊接毛坯（10）在径向摩擦压力持续作用下收缩变形并与钢管焊接毛坯（20）外表面接触、摩擦；主轴与旋转加压工装（30）的动能不断消耗、径向摩擦压力不断增加，当转轴转速下降至顶锻转速且径向摩擦压力达到顶锻压力时，产生顶锻刹车，保压、完成钢管与钢环的径向摩擦焊接；

e、打开旋转加压工装（30）与固定夹持工装（40），取下焊接件；

所述步骤a中的旋转加压工装（30）包括工装本体（31）、安装盘（32）、滚珠轴承（33）、环形定位盘（34）、伸缩杆（35）、换向夹具（36）、径向顶杆（37）以及夹持卡爪（38）；所述工装本体（31）为圆套结构且其横截面为阶梯型结构，所述工装本体（31）中部开设贯穿式轴孔（311）；所述工装本体（31）一端端面开设安装槽（312），所述安装盘（32）设置在安装槽（312）内且所述安装盘（32）中轴线与所述工装本体（31）中轴线共线、安装盘（32）为环形圆盘；所述工装本体（31）另一端端面开设定位槽（315）；所述工装本体（31）靠近所述定位槽（315）的一端固定套接一滚珠轴承（33），所述滚珠轴承（33）靠近所述安装槽（312）的一侧的所述工装本体（31）外壁固定套接一环形定位盘（34），所述环形定位盘（34）靠近所述安装盘（32）的一端且绕所述工装本体（31）中轴线均匀设置若干伸缩杆（35），所述伸缩杆（35）远离所述环形定位盘（34）的一端固定连接一换向夹具（36），所述换向夹具（36）为圆环形结构，其位于所述工装本体（31）第一段阶梯处的外壁且其中轴线与所述工装本体（31）中轴线共线，所述换向夹具（36）内表面为楔形；所述工装本体（31）位于所述安装槽（312）的一侧外壁对应所述换向夹具（36）且绕其中轴线均匀开设若干滑动孔（313）且所述滑动孔（313）与所述安装槽（312）连通，所述滑动孔（313）内滑动连接径向顶杆（37）且所述径向顶杆（37）位于所述安装盘（32）与所述安装槽（312）底面之间，所述径向顶杆（37）远离所述工装本体（31）轴心的一端与所述换向夹具（36）内表面匹配且与所述换向夹具（36）内表面滑动连接，所述径向顶杆（37）靠近所述工装本体（31）轴心的一端固定连接夹持卡爪（38）。

2.根据权利要求1所述的一种钢管件高强高可靠密封径向摩擦焊接方法，其特征在于：所述工装本体（31）通过转动组件与径向摩擦焊机主轴连接。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种钢管件高强高可靠密封径向摩擦焊接方法，其特征在于：所述安装盘（32）上绕其中轴线均匀开设若干安装孔（321），所述工装本体（31）对应所述安装孔（321）设置固定孔（314），所述安装孔（321）处设置定位螺栓（322）；所述径向顶杆（37）对应所述安装孔（321）设置限位通槽（372）；所述定位螺栓（322）依次经过安装孔（321）、限位通槽（372）与固定孔（314）。

4.根据权利要求1所述的一种钢管件高强高可靠密封径向摩擦焊接方法，其特征在于：所述步骤b中待焊钢环材料抗拉强度不大于600MPa。