發(fā)布時間：2020-06-05 14:09

【摘要】：攪拌摩擦焊作為一種先進的固相連接技術,為有色金屬板材的焊接提供了一種優(yōu)于熔焊的連接工藝,在輕量化結構的焊接中具有明顯優(yōu)勢。攪拌摩擦焊設備是類似于數控銑床的機械,但在價格上遠遠高于數控銑床。本研究在分析了薄板鋁合金攪拌摩擦焊過程中產生的機械載荷,基于批量生產的數控銑床結構,探索降低制造成本的輕型攪拌摩擦焊設備的方法,本研究有助于推進攪拌摩擦焊技術在更寬領域的應用。利用立式銑床設計和進行3mm厚6061-T6鋁合金板的攪拌摩擦焊的工藝和機械載荷試驗,通過改變攪拌頭轉速、焊接速度、軸肩下壓量與主軸傾角,研究不同參數對焊縫表面成形情況、焊縫力學性能的影響,確定合適的焊接參數窗口。在該窗口下,測得攪拌頭在焊接過程中承受的軸向力和徑向力,通過理論計算得到攪拌頭所受扭矩,攪拌針承受的軸向力和摩擦扭矩,進而確定輕型攪拌摩擦焊機的主軸所承受軸向力和徑向力及最大扭矩等基本參數,為輕型攪拌摩擦焊機的結構設計提供基礎�？偨Y和分析目前攪拌摩擦焊機的結構形式,及攪拌摩擦焊機各運動軸的要求,根據試驗得到的基本參數,確定適用于3mm厚以下的鋁合金板輕型攪拌摩擦焊機的總體方案。采用結構和尺寸相近的數控銑床的床身、立柱和工作臺,和自主設計主軸組件,主軸箱、連接架等部件相結合,有效降低主機的制造成本和周期。依據主軸所承受軸向力和徑向力及最大扭矩等基本參數完成自主設計部件的三維設計,并完成整機裝配。該機通過調整主軸箱位置的可手動調節(jié)的旋轉軸A軸,主軸可調節(jié)±5 °的傾角;通過添加數控旋轉臺,還可焊接平面圓形或曲線焊縫�；诤附舆^程,分析輕型攪拌摩擦焊機的受力情況,確定受力的主要零部件及受力部位,運用ANSYS軟件對主要受力零部件進行有限元分析,由應力和位移圖等分析結果判斷其可靠性;同時,對主軸進行了模態(tài)分析,確定了主軸各階的頻率和振型,進一步驗證主軸設計的正確性。由焊接過程可知主軸部位的運動為主要運動,其運動決定焊接的結果,故運用Adams對主軸部件進行運動仿真,由運動分析的結果判斷主軸部件的可行性和機械系統(tǒng)的性能。
【圖文】：

本次試驗在Ｘ５２Ｋ立式銑床上完成，試驗中所用到的夾具為壓板，被焊件上表面用逡逑條形壓板固定、下表面墊有１０ｍｍ厚剛性墊板。該設備和夾具形式簡單、操作方便、便逡逑于裝夾。如圖２－１所示。逡逑ｍｍｍ逡逑ｗ邋＾邋．．逡逑圖２－１攪拌摩擦焊實驗圖逡逑２．２攪拌頭的設計逡逑攪拌頭為攪拌摩擦焊的核心，它直接決定了焊縫的成形與組織演變，從而決定了焊逡逑縫性能的好壞。本章的焊接對象為３ｍｍ厚６０６１鋁合金板，針對該材料，設計專用的攪逡逑－８－逡逑

本試驗為了方便攪拌頭與Ｘ５２Ｋ立式銑床的安裝，，設計了攪拌頭的同時，還設計了逡逑中間套，d拱柰飛喜亢橢屑涮紫嚶ξ恢梅直鸝諧嘰縵嗤腦殘甕ǹ�。实验时，用詡}義舷吐菽赴滄敖漣柰罰繽跡玻�。中间叹Y馱倉牧暇矗蹈幀ｅ義希懾危插危沖義襄危五五五危В緬濉澹肥義希哄危懾澹藻義希懾義希保屑涮祝玻漣柰罰常倉義賢跡玻步漣柰紛芭浼蟯煎義希玻玻辰漣柰返某嘰玨義轄漣柰犯韃糠殖嘰縭種匾�，他盟N齠撕附詠油返某尚魏橢柿�；同时，綕i柰返膩義銑嘰緇褂跋炱涫褂檬倜凸ひ瘴榷ㄐ�。故簜b砣范ń漣柰返某嘰紓潛Ｖな匝槌曬τ敕皴義希梗義

本文編號：2698169