传统摩擦焊焊接设备的优化选择

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：典型设备的技术参数表2-4-11和表2-4-12是部分国内连续驱动摩擦焊机和混合式摩擦焊机的型号及技术指标，表2-4-13是部分国外厂家的设备型号及主要技术指标。表2-4-14是美国MIT公司惯性摩擦焊机的型号和技术指标。

摩擦焊的机械化程度较高，焊接质量对设备的依赖性很大，要求设备要有适当的主轴转速，有足够大的主轴电动机功率、轴向压力和夹紧力，还要求设备同轴度好、刚度大。根据生产需要，还需配备如自动送料、卸料、切除飞边等装置。

1.连续驱动摩擦焊机

（1）设备组成及要求普通型连续驱动摩擦焊机主要由主轴系统、加压系统、机身、夹头、检测与控制系统以及辅助装置六部分组成。

1）主轴系统：主要由主轴电动机、传动带、离合器、制动器、轴承和主轴等组成，主要作用是传送焊接所需要的功率，承受摩擦扭矩。

2）加压系统：主要包括加压机构和受力机构。加压机构的核心是液压系统，液压系统分为夹紧油路、滑台快进油路、滑台工进油路、顶锻保压油路以及滑台快退油路五个部分。夹紧油路主要通过对离合器的压紧与松开完成主轴的起动、制动以及工件的夹紧、松开等任务。当工件装夹完成之后，滑台快进；为了避免两工件发生撞击，当接近到一定程度时，通过油路的切换，滑台由快进转变为工进。工件摩擦时，提供摩擦压力，依靠顶锻回路调节顶端力和顶锻速度的大小；当顶锻保压结束后，又通过油路的切换实现滑台快退，达到原位后停止运动，一个焊接循环结束。

受力机构的作用是平衡轴向力（摩擦压力、顶锻压力）和摩擦扭矩以及防止焊机变形，保持主轴系统和加压系统的同轴度。扭矩的平衡常用装在机身上的导轨来实现。轴向力的平衡可采用单拉杆或双拉杆结构，即以工件为中心在机身中心位置设置单拉杆或以工件为中心对称设置双拉杆。

3）机身：机身一般为卧式，少数为立式。为防止变形和振动，机身应有足够的强度和刚度。主轴箱、导轨、拉杆、夹头都装在机身上。

4）夹头：夹头分为旋转和固定两种。旋转夹头又有自定心弹簧夹头和三爪夹头之分，弹簧夹头适宜于直径变化不大的工件，三爪夹头适宜于直径变化较大的工件。为了使夹持牢靠，不出现打滑旋转、后退、振动等，夹头与工件的接触部分硬度要高、耐磨性要好。

5）检测与控制系统：参数检测主要涉及时间（摩擦时间、刹车时间、顶锻上升时间、顶锻维持时间）、加热功率、摩擦压力（一次压力和二次压力）、顶锻压力、变形量、扭矩、转速、温度、特征信号（如摩擦开始时刻、功率峰值及所对应的时刻）等。

控制系统包括程序控制和参数控制，程序控制用来完成上料、夹紧、滑台快进、滑台工进、主轴旋转、摩擦加热、离合器松开、刹车、顶锻保证、车除飞边、滑台后退、工件退出等顺序动作及其联锁保护等。焊接参数控制则根据方案进行相应的诸如时间控制、功率峰值控制、变形量控制、温度控制、变参数复合控制等。

6）辅助装置：主要包括自动送料、卸料，以及自动切除飞边装置等。

（2）典型设备的技术参数表2-4-11和表2-4-12是部分国内连续驱动摩擦焊机和混合式摩擦焊机的型号及技术指标，表2-4-13是部分国外厂家的设备型号及主要技术指标。

2.惯性摩擦焊机

惯性摩擦焊机由电动机、主轴、飞轮、夹盘、移动夹具、液压缸等组成。表2-4-14是美国MIT公司惯性摩擦焊机的型号和技术指标。这些焊机可以有不同的组合和改动，所有焊机均可配备自动装卸装置、除飞边装置和质量控制检测器，转速均可由0调节到最大。

表2-4-11 连续驱动摩擦焊机型号及技术指标

注：A、B、C、D为机型序号。

表2-4-12 混合式摩擦焊机型号及技术指标

表2-4-13 部分国外厂家的设备型号及主要技术指标

注：1lbf=4.44822N；1in=25.4mm。

表2-4-14 惯性摩擦焊机的型号和技术规格

注：1lb·ft²=0.0421401kg·m²/s；1lbf=4.44822N；1in=25.4mm。

传统摩擦焊焊接设备的优化选择

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