專利名稱：一種冷軋鋁合金直縫焊接機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及焊接機，尤其是涉及一種冷軋鋁合金直縫焊接機。
背景技術：
攬拌摩擦焊(FrictionStir Welding)是英國焊接研究所 TWI (The WeldingInstitute)提出的專利焊接技術。攪拌摩擦焊除了具有普通摩擦焊技術的優點外，還可以進行多種接頭形式和不同焊接位置的連接。挪威已建立了世界上第一個攪拌摩擦焊商業設備，可焊接厚3 15mm、尺寸6X16m2的Al船板；1998年美國波音公司的空間和防御實驗室引進了攪拌摩擦焊技術，用于焊接某些火箭部件；麥道公司也把這種技術用于制造Delta運載火箭的推進劑貯箱。一直以來這種科技都用于航天工業的發展，很少用到加工制造業中。 傳統的攪拌摩擦焊焊接與銑床結構類似，由于焊接方法特點的限制，目前僅限于焊接結構簡單的工件，其中最常見的就屬平板結構的焊接。工件在焊接過程中要有良好的支撐或襯墊，工件必須固定不動，才能保證焊接質量。焊接通過主軸焊頭的高速旋轉，主軸做勻速直線運動，使其焊頭與工件材料摩擦，從而使連接部位的材料溫度升高熔化而達到焊接目的。但是，現有的攪拌摩擦焊焊接機存在不適于焊接筒狀工件的缺陷。

實用新型內容本實用新型為了解決現有技術攪拌摩擦焊焊接機存在不適于焊接筒狀工件的缺陷的技術問題，提供了一種冷軋鋁合金直縫焊接機。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為設計一種冷軋鋁合金直縫焊接機，包括機架和設于機架上且在所述機架兩端之間運動的焊頭裝置，所述冷軋鋁合金直縫焊接機還包括用于固定焊接工件的焊接小車，所述機架上設置有定位所述焊接小車的第一定位裝置，所述焊接小車上設置有與所述第一定位裝置相匹配以定位固定所述焊接小車于所述機架上的第二定位裝置。所述第一定位裝置包括設置在機架一端的定位柱和拉鉤，所述第二定位裝置包括設置在焊接小車一端的與所述定位柱匹配的定位孔和與所述拉鉤匹配的突出的拉桿，所述定位柱插入所述定位孔與所述定位孔結合且所述拉鉤勾住所述拉桿定位固定所述焊接小車于機架上。所述機架上還設置有一用于在所述定位柱與所述定位孔結合后驅動所述拉鉤勾住所述拉桿的定位感應器。所述機架的另一端還設置有一可轉動的活動臂桿，所述活動臂桿的端部設置有鎖勾，所述焊接小車的另一端設置有與所述鎖勾匹配以固定鎖勾的鎖扣，所述鎖勾勾住所述鎖扣固定連接所述焊接小車與機架的另一端。所述機架上還設置有用于壓緊焊接小車上的工件的壓緊臂桿，所述活動臂桿上還設置有一感知所述鎖勾是否勾住所述鎖扣且根據感知結果驅動所述壓緊臂桿壓緊或松開工件的壓緊感應器。所述焊頭裝置包括主軸、設于主軸下端的焊頭、設于焊頭旁且用于冷卻的風管和設于焊頭旁用于感應焊頭與工件之間距離且在其下降到接觸工件時控制所述焊頭緩慢下降并驅動所述風管吹風的焊頭位置感應器。所述主軸朝焊接方向傾斜且與豎直方向呈1° 2。夾角，所述焊頭的表面鍍有錫
I=I -Wl o所述機架在焊頭裝置的行程兩端還分別設置有用于限制焊頭裝置運動行程的歸零保護感應器和到位感應器。所述焊接小車的上端設置有作為焊接基準的焊板，所述焊板的底部設置有循環水冷卻系統。
·[0014]所述冷軋鋁合金直縫焊接機還設置有用于定位焊接部位的GPS焊接定位系統和感測焊接部位厚度的焊接壓力傳感器本實用新型通過設置焊接小車來固定筒狀工件，并在冷軋鋁合金直縫焊接機的機架上設置相應的定位裝置來定位固定焊接小車。從而可通過焊接小車來固定形狀復雜的筒狀工件，再將焊接小車固定到機架上進行焊接，使用非常方便。

下面結合實施例和附圖對本實用新型進行詳細說明，其中圖I是本實用新型冷軋鋁合金直縫焊接機的結構原理主視圖；圖2是本實用新型冷軋鋁合金直縫焊接機的結構原理側視圖；圖3是本實用新型冷軋鋁合金直縫焊接機的焊接小車結構原理圖。
具體實施方式
請參見圖I至圖3。本實用新型冷軋鋁合金直縫焊接機包括機架I、焊頭裝置2和焊接小車3。其中焊接小車3用于固定焊接工件8，在本具體實施例中，焊接工件為筒狀工件，在圖2中，僅僅畫出了筒狀焊接工件焊點處的一個斷面作為焊接工件8的示意。機架I上設置有定位所述焊接小車的第一定位裝置11。焊接小車3上設置有與所述第一定位裝置11相匹配以定位固定所述焊接小車于所述機架上的第二定位裝置31。在本具體實施例中，所述第一定位裝置11包括設置在機架一端的定位柱111和拉鉤112。所述第二定位裝置31包括設置在焊接小車一端的與所述定位柱匹配的定位孔311和與所述拉鉤匹配的突出的拉桿312。使用時將焊接小車推入機架，所述定位柱插入所述定位孔與所述定位孔結合且所述拉鉤勾住所述拉桿定位固定所述焊接小車于機架上。為使焊接小車推入時拉鉤能自動勾住拉桿，所述機架上還設置有一用于在所述定位柱與所述定位孔結合后驅動所述拉鉤勾住所述拉桿的定位感應器12。在本具體實施例中，第一定位裝置設置在機架的左端。機架I的另一端還設置有一可轉動的活動臂桿13，所述活動臂桿的端部設置有鎖勾131，焊接小車3的另一端設置有與所述鎖勾匹配以固定鎖勾的鎖扣32，所述鎖勾勾住所述鎖扣固定連接所述焊接小車與機架的另一端。焊接小車3的上端設置有作為焊接基準的焊板33。焊板33應水平設置。為了對焊板進行冷卻，在焊板的底部設置有循環水冷卻系統(圖中未示出)。為了壓住固定在焊接小車上的工件，機架I上還設置有用于壓緊焊接小車上的工件的壓緊臂桿14，所述活動臂桿上還設置有一感知所述鎖勾是否勾住所述鎖扣且根據感知結果驅動所述壓緊臂桿壓緊或松開工件的壓緊感應器132。焊頭裝置2設于機架上且在所述機架兩端之間運動。焊頭裝置2包括主軸21、設于主軸下端的焊頭22、設于焊頭旁且用于冷卻的風管23和設于焊頭旁用于感應焊頭與工件之間距離且在其下降到接觸工件時控制所述焊頭緩慢下降并驅動所述風管吹風的焊頭位置感應器24。工件在焊接過程中，焊頭快速旋轉與工件發生摩擦，在工件焊接位會產生大量高溫。這時焊頭與焊板都需要有冷卻系統的支持，保證機器的正常運轉。由于主軸的焊頭部位工作區域小，所以可以直接采用風管吹風冷卻。而焊接小車的焊板因為接觸焊接面積比較大，所以在小車焊板底部采用循環水冷卻系統。兩種冷卻系統的支持，保證了機器的正常運轉。 焊頭裝置2可通過電機4驅動，并在連接機架兩端的絲桿5上運動，從而實現在機架兩端之間的運動。主軸21朝焊接方向傾斜且與豎直方向呈1° 2。夾角。主軸小角度傾斜設置可以減小主軸在焊接過程中勻速直線運動的阻力，更有利于焊接過程中熔化部分材料的流動，提高焊接質量。由于在焊接過程中，局部溫度高，工件會熔化，焊頭上會粘上金屬屑，而且很難清除掉，嚴重影響了工件的焊接質量。因此，在焊頭的表面鍍上一層錫合金，以確保焊頭在焊接過程中長時間的反復使用。為了限制焊頭裝置的行程，機架I在焊頭裝置的行程兩端還分別設置有用于限制焊頭裝置運動行程的歸零保護感應器(圖中未示出)和到位感應器15。焊頭裝置朝前運動焊接工件，焊接完成后碰到到位感應器，焊頭裝置立即停止運動，焊頭朝上運動，絲桿反轉將焊頭裝置返回原位，碰到歸零保護感應器后停止運動，從而停在初始位置。為了提高焊接質量，冷軋鋁合金直縫焊接機還設置有用于定位焊接部位的GPS焊接定位系統和感測焊接部位厚度的焊接壓力傳感器。利用GPS焊接定位系統，能輕松焊接不同厚度的材料。GPS焊接定位系統能準確地控制焊接小車的焊板與焊頭之間的距離。而且當焊頭在焊接過程中磨損的數據，GPS焊接定位系統定位會自動補正焊頭磨損數據。焊接過程中，焊接部位難免會出現材料的壁厚不均勻，有些地方高，有些地方低的現象。通過GPS焊接定位系統定位找準數據后，利用焊接壓力感應器的輔助，焊接能隨著材料厚度的變化而變化，使材料的任何焊接部位都能保證焊接的質量。當然，還可以在設置攝像頭對焊接部位進行監控。在操作焊接機的過程中，根本看不見機器內部工件加工的情況。在機器主軸頭旁邊安裝攝像頭，工件的加工狀況能直接反映在機器操作面板上，從而能使操作員根據加工的情況，做出及時的相應的判斷。還可以附帶設置生產條碼激光雕刻裝置。焊接完成后，直接利用生產條碼激光雕刻裝置激光雕刻出工件生產編號，方便產品以后的查找與跟蹤。本實用新型的工作原理為I、將工件固定在焊接小車上，并將待焊接處置于焊接小車的焊板上，保證焊接面要水平。把焊接小車推入機架內，機架上的定位柱111插入所述焊接小車的定位孔311與所述定位孔結合，焊接小車到位后，定位感應器驅動所述拉鉤112勾住所述拉桿312，從而定位固定所述焊接小車于機架上。2、用手扳動活動臂桿，使鎖勾勾住所述鎖扣固定連接所述焊接小車與機架，壓緊感應器132感知所述鎖勾勾住所述鎖扣后驅動所述壓緊臂桿14壓緊工件。3、啟動焊接程 序。馬達帶動焊頭高速旋轉，同時焊頭22與焊頭位置感應器24快速下降，當焊頭位置感應器24的下端開始碰到工件時變緩慢下降，風管23開始吹冷卻風。下降到一定深度時，焊頭開始朝前動。焊頭行程1175_，到位后碰到到位感應器15，，焊頭朝上運動離開工件，停止轉動，同時，絲桿5反轉將焊頭裝置2返回原位，碰到歸零保護感應器，停止運動。4、手動松開活動臂桿13，壓緊臂桿14自動松開，拉鉤112自動松開，手動將焊接小車拉出機架完成一個工作循環。本實用新型通過設置焊接小車來固定筒狀工件，并在冷軋鋁合金直縫焊接機的機架上設置相應的定位裝置來定位固定焊接小車。從而可通過焊接小車來固定形狀復雜的筒狀工件，再將焊接小車固定到機架上進行焊接，使用非常方便。本實用新型冷軋鋁合金直縫焊接機通過內部結構的徹底改變，巧妙的運用在汽車零配件行業中，促進和推動了汽車零配件行業的迅速發展。冷軋板鋁合金焊接在加工過程中完全屬于冷加工工藝范疇，與傳統焊接工藝相比較，在節約能源的同時，機器的排放量完全屬于零排放，更符合當今社會的環保主題。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.ー種冷軋鋁合金直縫焊接機，包括機架和設于機架上且在所述機架兩端之間運動的焊頭裝置，其特征在于所述冷軋鋁合金直縫焊接機還包括用于固定焊接エ件的焊接小車，所述機架上設置有定位所述焊接小車的第一定位裝置，所述焊接小車上設置有與所述第一定位裝置相匹配以定位固定所述焊接小車于所述機架上的第二定位裝置。
2.根據權利要求I所述的冷軋鋁合金直縫焊接機，其特征在于所述第一定位裝置包括設置在機架一端的定位柱和拉鉤，所述第二定位裝置包括設置在焊接小車一端的與所述定位柱匹配的定位孔和與所述拉鉤匹配的突出的拉桿，所述定位柱插入所述定位孔與所述定位孔結合且所述拉鉤勾住所述拉桿定位固定所述焊接小車于機架上。
3.根據權利要求2所述的冷軋鋁合金直縫焊接機，其特征在于所述機架上還設置有ー用于在所述定位柱與所述定位孔結合后驅動所述拉鉤勾住所述拉桿的定位感應器。
4.根據權利要求2所述的冷軋鋁合金直縫焊接機，其特征在于所述機架的另一端還設置有一可轉動的活動臂桿，所述活動臂桿的端部設置有鎖勾，所述焊接小車的另一端設置有與所述鎖勾匹配以固定鎖勾的鎖扣，所述鎖勾勾住所述鎖扣固定連接所述焊接小車與機架的另一端。
5.根據權利要求4所述的冷軋鋁合金直縫焊接機，其特征在于所述機架上還設置有用于壓緊焊接小車上的エ件的壓緊臂桿，所述活動臂桿上還設置有一感知所述鎖勾是否勾住所述鎖扣且根據感知結果驅動所述壓緊臂桿壓緊或松開エ件的壓緊感應器。
6.根據權利要求I所述的冷軋鋁合金直縫焊接機，其特征在于所述焊頭裝置包括主軸、設于主軸下端的焊頭、設于焊頭旁且用于冷卻的風管和設于焊頭旁用于感應焊頭與エ件之間距離且在其下降到接觸エ件時控制所述焊頭緩慢下降并驅動所述風管吹風的焊頭位置感應器。
7.根據權利要求6所述的冷軋鋁合金直縫焊接機，其特征在于所述主軸朝焊接方向傾斜且與豎直方向呈1° 2。夾角，所述焊頭的表面鍍有錫合金。
8.根據權利要求I所述的冷軋鋁合金直縫焊接機，其特征在于所述機架在焊頭裝置的行程兩端還分別設置有用于限制焊頭裝置運動行程的歸零保護感應器和到位感應器。
9.根據權利要求I所述的冷軋鋁合金直縫焊接機，其特征在于所述焊接小車的上端設置有作為焊接基準的焊板，所述焊板的底部設置有循環水冷卻系統。
10.根據權利要求I所述的冷軋鋁合金直縫焊接機，其特征在于所述冷軋鋁合金直縫焊接機還設置有用于定位焊接部位的GPS焊接定位系統和感測焊接部位厚度的焊接壓力傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種冷軋鋁合金直縫焊接機，旨在提供一種可焊接筒狀工件等的冷軋鋁合金直縫焊接機，其包括機架和設于機架上且在所述機架兩端之間運動的焊頭裝置，所述冷軋鋁合金直縫焊接機還包括用于固定焊接工件的焊接小車，所述機架上設置有定位所述焊接小車的第一定位裝置，所述焊接小車上設置有與所述第一定位裝置相匹配以定位固定所述焊接小車于所述機架上的第二定位裝置。本實用新型可用于汽車輪輞的焊接。
文檔編號B23K20/12GK202527849SQ20112050200
公開日2012年11月14日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者蘇競 申請人:蘇競