一种连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置的制作方法

本技术涉及汽车加工，具体为一种连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置。

背景技术：

1、搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。搅拌摩擦焊接方法是铝合金材料中常用焊接方法，广泛应用于汽车、轨道等交通领域装备制造。在搅拌摩擦焊焊接过程的焊缝处，会产生大量热量，焊缝周围的材料的在高热状态下，容易产生褶皱，变形、弯曲等现象，特别是薄壁材料其周围材料对其限制牵拉力更小，变形程度更大更容易起皱。

2、在新能源车辆铝合金电池托盘制造中，托盘框架型材与托盘薄底板搅拌摩擦焊时，摩擦焊头沿薄底板与型材连接处摩擦行走搅拌焊接，由于薄底板厚度仅为2-3mm，底板一侧焊接起皱现象更为明显，甚至焊接周围出现开裂现象，对电池托盘产品的整体质量和密封性产生了很大的影响；对于此种焊接起皱现象的处理，通常需要后期进行二次整形作业，增加了工序和生产成本，如果起皱程度严重，整形还常常造成无法矫正或者板边缘开裂等现象。其次，薄板焊接时，须保持薄板与焊接型材边框的贴合，否则薄板翘起同样会导致焊合不牢固，薄板起皱等缺陷。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置，用于在对电池托盘边框与薄底板搅拌摩擦焊过程中，与焊头同步前进，在焊接过程中同步实现对薄底板边缘压平整形的效果，有效防止薄底板焊接起皱或开裂。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、一种连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置，在摩擦焊头上安装连整装置，连整装置的基板连接前压轮和侧压轮，前压轮行进在摩擦焊头后方焊接线上，侧压轮行进在摩擦焊头的薄底板一侧。

4、前压轮的作用在于：滚压即将进行搅拌摩擦焊的焊缝处，使薄底板边缘与型材贴合，提高搅拌摩擦焊的焊合质量。侧压轮的作用在于：滚压在刚刚经过焊接的高热薄底板的边缘处，使薄底板在热状态下进行辊式整形压平，消除由于搅拌摩擦焊引起的起皱现象，恢复平面度，减少或免除后期对电池托盘底板再次整形的工作量。

5、所述基板与机架连接，基板设置在摩擦焊头侧面，基板外侧面与侧压轮安装板通过转轴b铰接，侧压轮安装板内侧通过转轴a安装侧压轮；侧压轮安装板内侧面与前压轮安装架通过转轴a铰接，前压轮安装架上安装前压轮。

6、前压轮安装架为l形，与侧压轮同轴安装，这样设计使得整个连整机构更为紧凑，侧压轮和前压轮能更为贴近搅拌焊头位置进行压紧，进而使薄板在还未完全冷却的热状态下，实现整形，整形效果更好，整形难度更小。

7、所述侧压轮安装板上端面通过侧压轮压簧机构与机架连接；侧压轮压簧机构通过丝杆与机架的丝孔连接。

8、压簧提供给侧压轮下压的压力，压簧上端与丝杆下端活动套接，丝杆中部设置固定的螺母，作为扳手拧动的受力点，丝杆上部通过螺纹与机架丝孔连接，通过拧动螺母调整压簧位置的上下，进而调节侧压轮下压的压力值。

9、所述前压轮安装架上端面通过前压轮压簧机构与机架连接；前压轮压簧机构通过丝杆与机架的丝孔连接。

10、压簧提供给前压轮下压的压力，压簧上端与丝杆下端活动套接，丝杆中部设置固定的螺母，作为扳手拧动的受力点，丝杆上部通过螺纹与机架丝孔连接，通过拧动螺母调整压簧位置的上下，进而调节前压轮下压的压力值。

11、所述侧压轮安装板上设置腰孔，基板上匹配位置设置丝孔，导向预紧销a穿过腰孔和丝孔将侧压轮安装板和基板贴合拉紧。

12、腰孔+导向预紧销a的组合起到的作用是：导向和预锁紧的作用：1、腰孔限制了侧压轮安装板的转动角度，防止侧压轮安装板压簧机构脱落导致侧压轮安装板滑落；2、搅拌摩擦焊头路径除了走直线，还经常要走大角度转弯，连整装置在转弯的时候会受到侧向拉力，在长周期使用后，侧压轮安装板受力过大，转轴变弯，或者转轴的孔因承受过大的侧向力导致孔的磨损，这样转轴与孔就存在间隙，整个压轮的精度降低，严重的还致使整个连整装置的损坏。

13、所述前压轮安装架为l形，其与侧压轮安装板结合位置设置腰孔，侧压轮安装板上匹配位置设置丝孔，导向预紧销b穿过腰孔和丝孔将前压轮安装架和侧压轮安装板贴合拉紧。

14、腰孔+导向预紧销b的组合起到的作用是：导向和预锁紧的作用：1、腰孔限制了前压轮安装架的转动角度，防止前压轮安装架压簧机构脱落导致前压轮安装架滑落；2、搅拌摩擦焊头路径除了走直线，还经常要走大角度转弯，连整装置在转弯的时候会受到侧向拉力，在长周期使用后，前压轮安装架受力过大，转轴变弯，或者转轴的孔因承受过大的侧向力导致孔的磨损，这样转轴与孔就存在间隙，整个压轮的精度降低，严重的还致使整个连整装置的损坏。

15、有益效果

16、本实用新型专用于铝合金动力电池托盘薄底板与框架搅拌摩擦焊接作业，可以在焊接的同时防止薄板边缘起皱开裂，同时在焊接前对薄底板进行压平，提高焊接的质量。

17、本实用新型的连整装置的侧压轮能够以特别贴近搅拌焊头的距离，进行热状态下的整形，大幅降低了连搅连整的难度，整平效果更好；前压轮也能特别贴近搅拌焊头的距离，对提高搅拌摩擦焊的焊接质量效果也较现有技术中的更好。

18、3、本实用新型两个压轮既为联动关系，且单独通过压簧机构调整下压压力，可适应不同厚度、不同合金成分的薄底板连整需求，适用范围广泛。

19、4、本实用新型结构紧凑，仅需安装在原搅拌摩擦焊焊头处，跟随焊头一同行进使用，无需额外提供动力装置和辅助设施，实施条件低，制造成本低，利于大规模推广使用。

技术特征：

1.一种连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置，其特征在于：在摩擦焊头（4）上安装连整装置（3），连整装置（3）的基板（31）连接前压轮（32）和侧压轮（33），前压轮（32）行进在摩擦焊头（4）前方焊接线上，侧压轮（33）行进在摩擦焊头（4）的薄底板（2）一侧。

2.根据权利要求1所述连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置，其特征在于，所述基板（31）与机架连接，基板（31）设置在摩擦焊头（4）侧面，基板（31）外侧面与侧压轮安装板（34）通过转轴b（311）铰接，侧压轮安装板（34）内侧通过转轴a（310）安装侧压轮（33）；侧压轮安装板（34）内侧面与前压轮安装架（35）通过转轴a（310）铰接，前压轮安装架（35）上安装前压轮（32）。

3.根据权利要求2所述连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置，其特征在于，所述侧压轮安装板（34）上端面通过侧压轮压簧机构（37）与机架连接；侧压轮压簧机构（37）通过丝杆与机架的丝孔连接。

4.根据权利要求2所述连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置，其特征在于，所述前压轮安装架（35）上端面通过前压轮压簧机构（36）与机架连接；前压轮压簧机构（36）通过丝杆与机架的丝孔连接。

5.根据权利要求2所述连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置，其特征在于，所述侧压轮安装板（34）上设置腰孔，基板（31）上匹配位置设置丝孔，导向预紧销a（38）穿过腰孔和丝孔将侧压轮安装板（34）和基板（31）贴合拉紧。

6.根据权利要求2所述连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置，其特征在于，所述前压轮安装架（35）为l形，其与侧压轮安装板（34）结合位置设置腰孔，侧压轮安装板（34）上匹配位置设置丝孔，导向预紧销b（39）穿过腰孔和丝孔将前压轮安装架（35）和侧压轮安装板（34）贴合拉紧。

技术总结
一种连整连搅铝薄板与型材搅拌摩擦焊接的装置，在摩擦焊头上安装连整装置，连整装置的基板连接前压轮和侧压轮，前压轮行进在摩擦焊头后方焊接线上，侧压轮行进在摩擦焊头的薄底板一侧。本技术用于在对电池托盘边框与薄底板搅拌摩擦焊过程中，与焊头同步前进，在焊接过程中同步实现对薄底板边缘压平整形的效果，有效防止薄底板焊接起皱或开裂。

技术研发人员：龙苗,黄相山,李智,莫凯,钟培昉,白海霖,黄君庆,秦飞鹏,潘文,黎小科,仇博
受保护的技术使用者：广西天恒汽车部件制造股份有限公司
技术研发日：20240322
技术公布日：2024/12/5