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三维曲面搅拌摩擦焊接装备

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研发背景
搅拌摩擦焊接技术是一种高效、环保、可靠的新型焊接技术,并广泛应用在航空、航天、船舶、轨道交通等各个行业。

应用范围
目前应用在天宫二号和天津航天长征火箭制造有限公司订购的”九轴五联动重型移动龙门式铣削搅拌摩擦焊复合机床上。

技术路线及原理
  1、采用五轴龙门结构实现三维空间曲线焊缝(纵缝、环缝以及曲面相贯线)铝合金的焊接,最大焊接厚度可达25mm;2、配备具有自主知识产权的重载大扭矩AC摆头,最大扭矩可达80000Nm;3、伺服回抽去匙孔技术;
4、恒压力控制系统;5、恒位移控制系统; 6、激光焊缝跟踪功能;7、定制化柔性工装; 8、机床开机自动校准功能。

技术特色
焊接过程是特定形状的搅拌头在主轴带动下高速旋转,缓慢地扎入待焊工件中并做短暂停留并沿着待焊焊缝移动,轴肩和材料的摩擦产热使搅拌头周围材料达到塑性化并在搅拌针搅拌作用下使材料混合,并在轴肩挤压作用下形成致密焊缝。搅拌焊接技术和传统焊接相比热输入量较小,焊缝处的机械性能有所提高,搅拌焊技术还具有工艺的简单化焊接过程的环保化以及焊接设备的自动化等特点。

经济效益分析

该装备可满足火箭贮箱箱底瓜瓣纵缝、顶盖环缝、底部环缝和法兰孔相贯线的焊接。机床为九轴五联动重型动龙门机床,龙门跨度为5000mm;根据贮箱箱底不同焊接部位的焊接要求,我司定制化设计了全自动柔性工装,夹具实现焊接工件的快速装夹与定位,同时工装还可实现原位铣削功能,在不更换工装的情况下,可实现铣削和焊接功能,避免工件二次装夹对工件变形的影响,提高焊接质量。