[发明专利]一种电流辅助摩擦柱/锥塞焊接方法及其工装

摘要

本发明公开了一种电流辅助摩擦柱/锥塞焊接方法，步骤如下：依据摩擦塞焊的工艺要求，采用圆柱状或者锥台状的塞棒，在工件待焊区域预制塞孔；利用工装装夹塞棒和工件，塞孔与塞棒保持同轴；启动焊机和辅助电源，在塞棒转动的同时施加轴向力，在辅助电源、塞棒、工件、导电块之间形成导电回路，塞棒端部材料在摩擦热与电阻热作用下迅速达到热塑性状态，同时，在热力耦合作用下，塑性材料向四周转移而填充间隙，随着焊接过程的进行，该间隙被填满，当顶锻完成后，关闭辅助电源和焊机，至此完成电流辅助摩擦柱/锥塞焊接。本发明可以降低对摩擦热的要求，从而降低对焊接设备动力系统的要求；可以改善塞焊缝组织和力学性能；可以拓宽焊接工艺窗口。

主权项

1.一种用于电流辅助摩擦塞焊的工装，包括塞棒夹具、工件夹具和辅助电源(14)，其特征在于：所述塞棒夹具包括金属套筒(4)，所述金属套筒(4)的开口朝下，所述金属套筒(4)的顶部设有与焊机主轴套(1)和焊机夹头(2)配合的圆柱棒(41)，沿所述金属套筒(4)的内壁设有硬橡胶衬套(5)，所述硬橡胶衬套(5)内设有塞棒夹头，所述塞棒夹头由金属夹套(6)和弹簧夹头(7)构成；所述金属夹套(6)的顶部与所述硬橡胶衬套(5)的顶部之间设有上导电块(31)，沿所述金属套筒(4)和硬橡胶衬套(5)的轴向的中心设有第一通孔；所述第一通孔的上端与所述焊机主轴套(1)的中心孔连通；所述工件夹具包括绝缘材料的工件箱(11)和固定夹具(9)，所述工件箱(11)的底板上面设有下导电块(32)；所述工件箱(11)的侧壁上设有第二通孔；自所述辅助电源(14)的正电极和负电极上分别引出有第一电缆线(131)和第二电缆线(132)，所述第一电缆线(131)依次经过焊机主轴套(1)内孔、焊机夹头(2)的内孔和所述第一通孔连接至上导电块(31)；所述第二电缆线(132)通过第二通孔连接至下导电块(32)；塞棒夹具夹持塞棒(8)及工件夹具装夹工件(10)后，当接通辅助电源(14)，自所述第一电缆线(131)、依次经上导电块(31)、塞棒(8)、工件(10)、下导电块(32)至所述第二电缆线(132)形成一回路；所述上导电块(31)和下导电块(32)的面积均大于工件(10)上塞孔(15)的水平投影面积；所述辅助电源是交流弧焊电源、直流弧焊电源、逆变式弧焊电源和脉冲弧焊电源中的一种。