[发明专利]一种磁力滚擦焊接装置及焊接方法

说明书

本发明公开了一种磁力滚擦焊接装置及焊接方法，其中焊接装置包括上电磁驱动器定子、下电磁驱动器定子、左悬浮对中模块、右悬浮对中模块、左对中磁极、右对中磁极和搅拌头，所述搅拌头包括左端静止圆柱、右端静止圆柱、外壳和搅拌针；所述上电磁驱动器定子和下电磁驱动器定子上下正对设置，所述左悬浮对中模块和右悬浮对中模块分别设置于上电磁驱动器定子的左右两侧；所述左对中磁极和右对中磁极分别设置于下电磁驱动器定子的左右两侧；上电磁驱动器定子和下电磁驱动器定子产生的电磁场驱动搅拌针高速旋转，带动搅拌头高速旋转，在上搭接板和下搭接板之间形成接头。本发明可消除搭接接头的Hook缺陷，提高了焊接质量。

技术领域

本发明涉及焊接技术，具体涉及一种磁力滚擦焊接装置及焊接方法。

背景技术

搅拌摩擦焊是英国焊接研究所于1991年发明的一种固相连接方法，尤其适用于低熔点合金板材的连接，可以焊接传统熔焊方法难于焊接的铝合金、钛合金等材料，不会在接头内形成气孔、裂纹、变形等缺陷，从而获得优质高强的接头。从原理上讲，搅拌摩擦焊借助高速旋转的搅拌头，消除原始界面，实现两个被焊板材的可靠连接。对于对接接头而言，由于搅拌头的轴线位于对接面上，使得对接面在焊接过程中得以充分搅拌；而对于搭接接头而言，搅拌头的轴线垂直于搭接面，这使得搅拌针边缘的搭接面，由于搅拌不充分只能残留在焊缝两侧，形成Hook缺陷。尽管搅拌摩擦焊可以用于搭接接头的连接，但是Hook缺陷的存在，是搭接接头力学性能较低的本质原因。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种磁力滚擦焊接装置。此磁力滚擦焊接装置可消除Hook缺陷，获得优质高强的搭接接头。

本发明的另一目的是提供了一种磁力滚擦焊接方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本磁力滚擦焊接装置，包括上电磁驱动器定子、下电磁驱动器定子、左悬浮对中模块、右悬浮对中模块、左对中磁极、右对中磁极和搅拌头，所述上电磁驱动器定子和下电磁驱动器定子上下正对设置，所述左悬浮对中模块和右悬浮对中模块分别设置于上电磁驱动器定子的左右两侧；所述左对中磁极和右对中磁极分别设置于下电磁驱动器定子的左右两侧；所述搅拌头包括左端静止圆柱、右端静止圆柱、外壳和搅拌针，所述搅拌针固定于外壳内，所述外壳的两端分别与左端静止圆柱、右端静止圆柱转动连接；所述搅拌头位于上电磁驱动器定子和下电磁驱动器定子之间；所述左端静止圆柱位于左悬浮对中模块和左对中磁极之间，所述右端静止圆柱位于右悬浮对中模块和右对中磁极之间。

优选的，所述上电磁驱动器定子和下电磁驱动器定子分别位于搅拌针的正上方和正下方。

优选的，所述左悬浮对中模块包括左悬浮块和左对中块，所述左对中块位于左对中磁极的正上方，所述左悬浮块位于左端静止圆柱的正上方；而所述左对中块和左对中磁极分别位于搅拌针的侧上方和侧下方；

优选的，所述右悬浮对中模块包括右悬浮块和右对中块，所述右对中块位于右对中磁极的正上方，所述右悬浮块位于右端静止圆柱的正上方，而所述右对中块和右对中磁极分别位于搅拌针的侧上方和侧下方。

优选的，所述外壳采用钨铼合金制成。

优选的，所述外壳、搅拌针、左端静止圆柱和右端静止圆柱同轴设置。

一种磁力滚擦焊接方法，采用上述的磁力滚擦焊接装置，包括以下步骤：

S1、加工搅拌头槽：在下搭接板和上搭接板的起焊位置加工与搅拌头外壳尺寸相同的搅拌头槽；

S2、装配焊接装置：将搅拌头放置在搅拌头槽，将上电磁驱动器定子、左悬浮对中模块和右悬浮对中模块设置于上搭接板上面，下电磁驱动器定子、左对中磁极和右对中磁极设置于下搭接板下面；