[发明专利]一种线性摩擦焊接设备

说明书

本发明涉及一种线性摩擦焊设备。该设备包括立柱、振动滑台、顶锻滑座、顶锻油缸以及平衡油缸，振动滑台可沿立柱线性移动，振动滑台上设有振动夹具，顶锻滑座上设有顶锻夹具，顶锻油缸用于产生顶锻力并传递至顶锻滑座，平衡油缸设在立柱和振动滑台之间，平衡油缸内的液压油可产生平衡力并作用于所说振动滑台，平衡力与顶锻力的方向相反。通过平衡油缸内的液压油产生平衡力并作用在振动滑台上，且该平衡力与顶锻力方向相反，能够减弱甚至消除振动滑台所受不平衡力导致的变形，从而提高了焊接精度。本发明的线性摩擦焊接设备结构精简紧凑，便于安装拆卸，不需要更换焊接设备也能满足针对不同大小的焊接面进行摩擦焊接，焊接效率高，适用范围广。

技术领域

本发明涉及焊接设备领域，特别是涉及一种线性摩擦焊接设备。

背景技术

线性摩擦焊接(Linear Friction Welding)是近年来得到快速发展的一种焊接技术，主要应用于发动机整体叶盘和飞机框梁类工件的制造，其焊接原理是：在焊接压力作用下，振动焊件在垂直方向上高频振动，顶锻焊件在水平方向顶锻力的作用下与振动焊件端面接触，在接触面上发生高频摩擦产生热量，随着温度升高，接触面材料软化、变形，当磨擦表面达到粘塑性状态时，迅速停止振动摩擦，保证两个焊件振动方向对齐，并保持顶锻力一段时间，两个焊件就连接为一体，完成焊接过程。

线性摩擦焊接过程中，焊接面的法向上有一个很大的顶锻力：以钛合金材料的焊接为例，当焊接面积为1000mm²时，顶锻力约为70～100KN。随着焊接面积的增大，焊接载荷随之正比增大。当焊接面积为10000mm²时，顶锻力约为700～1000KN。

常用的摩擦焊接设备的结构中，顶锻力由顶锻油缸和顶锻活塞杆在液压系统提供的压力作用下产生。随着焊接面积的增大，顶锻力成比例增大，传递到振动滑台上引起的变形增大，导致焊接精度下降。通常的解决办法是换成刚度更大的振动滑台以及更大规格的导轨组件，这将导致设备的总质量大增，并且需要液压系统提供更大的激振力来实现振动部位的振动，从而导致液压系统庞大，成本显著增加。

因此，需要提供一种能自动平衡顶锻力的线性摩擦焊接设备。

发明内容

本发明实施例提供了一种线性摩擦焊接设备，该设备能够自动平衡施加在振动滑台上的顶锻力，解决了因顶锻力增大而导致振动滑台产生较大变形的问题，提高了焊接精度。

本发明的实施例提出了一种线性摩擦焊接设备，该设备包括立柱、振动滑台、顶锻滑座、顶锻油缸以及平衡油缸，振动滑台可沿立柱线性移动，振动滑台上设有振动夹具，顶锻滑座上设有顶锻夹具，顶锻油缸用于产生顶锻力并传递至顶锻滑座，平衡油缸设在立柱和振动滑台之间，平衡油缸内的液压油可产生平衡力并作用于所说振动滑台，平衡力与顶锻力的方向相反。

在第一种可能的实现方式中，平衡油缸的一端设有内孔腔，内孔腔用于容纳液压油，另一端为封闭基座，封闭基座与立柱可拆卸连接。

结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，内孔腔的腔口朝向振动滑台的端面，内孔腔的孔径与顶锻油缸的油腔内径相当。

结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，振动滑台的端面安装有平板，平板大于平衡油缸的缸体外径，用于封闭内孔腔的腔口。

结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，平板与平衡油缸的端面之间留有间隙，在平衡油缸的端面设有环形槽，环形槽内安装有密封元件，密封元件用于密封间隙，使平衡油缸的端面与平板之间密封。

结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，密封元件为弹性密封圈。

结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，还包括油管和调压阀，油管连通平衡油缸和顶锻油缸，所说调压阀设在油管上用于调节通向平衡油缸的液压油压力。