專利名稱：摩擦攪拌焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩擦攪拌焊接方法和一種中空擠制框架部件的摩擦攪拌焊接方法以及一種摩擦攪拌焊接設(shè)備，還涉及一種結(jié)構(gòu)體以及一種摩擦攪拌焊接所用的中空擠制框架部件。例如，本發(fā)明涉及一種鋁合金中空擠制框架部件(例如鐵路車輛、飛機(jī)和建筑結(jié)構(gòu)等)的摩擦攪拌焊接方法，并涉及一種摩擦攪拌焊接設(shè)備、一種結(jié)構(gòu)體以及一種摩擦攪拌焊接所用的中空擠制框架部件。
摩擦攪拌焊接方法是這樣一種方法，其中通過轉(zhuǎn)動(dòng)一根插入在焊接部分中的圓桿(它被稱作“旋轉(zhuǎn)工具”)并且使該旋轉(zhuǎn)工具沿?cái)D制框架部件的焊接線向前移動(dòng)，從而加熱該焊接部分，使焊接部分變軟并且使之塑性流動(dòng)，然后被堅(jiān)固地焊住。
旋轉(zhuǎn)工具包括一個(gè)插入在焊接部分中的小直徑部分和一個(gè)位于所述小直徑部分的外側(cè)處的大直徑部分。該旋轉(zhuǎn)工具的小直徑部分和大直徑部分具有相同的軸線。旋轉(zhuǎn)工具的小直徑部分和大直徑部分之間的邊界稍稍插入焊接部分。例如在公開號(hào)為平9-309164(EP0797043A2)的日本專利申請(qǐng)中披露了上述的技術(shù)在采用所述旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行摩擦攪拌焊接期間，較大負(fù)載作用在所要進(jìn)行焊接的中空擠制框架部件上。因此，當(dāng)焊接這些中空擠制框架部件的時(shí)候，要在焊接部分設(shè)置一根肋條，從而由該肋條來支撐上述的負(fù)載。因此，該中空擠制框架部件的重量會(huì)變重，所以在要求輕結(jié)構(gòu)的鐵路車輛和飛機(jī)領(lǐng)域中，所述重量的增加變成一個(gè)大問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種摩擦攪拌焊接方法，其中可以降低在中空擠制框架部件中的重量增加并且實(shí)現(xiàn)了降低中空擠制框架部件中的重量增加。
上述目的可以通過一種摩擦攪拌焊接方法來實(shí)現(xiàn)，其特征在于，放在框架座上的第一部件的焊接部分背面和用于焊接該第一部件的第二部件中將一塊墊板設(shè)置在一個(gè)至少由第一部件所占據(jù)的空間中，從該空間的外面部分通過該墊板表面和框架座作為支撐部件，從而對(duì)第一部件和第二部件進(jìn)行摩擦攪拌焊接，然后從該空間中將墊板除去。


圖1為縱向斷面圖，顯示出在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的摩擦攪拌焊接方法的焊接部分的焊接之前的情況；圖2為側(cè)視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的摩擦攪拌焊接方法的焊接設(shè)備；圖3為縱向斷面圖，顯示出所要加工的中空擠制框架部件；圖4為透視圖，顯示出鐵路車輛的車體；圖5為側(cè)視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的摩擦攪拌焊接方法的焊接設(shè)備；圖6為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的摩擦攪拌焊接方法的墊板的縱向斷面圖；圖7為縱向斷面圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的摩擦攪拌焊接方法的焊接部分；圖8為縱向斷面圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的摩擦攪拌焊接方法的焊接部分；圖9為縱向斷面圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的摩擦攪拌焊接方法的焊接部分。
下面將參照?qǐng)D1至圖4對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。圖3為沿著圖4的Ⅲ-Ⅲ線剖開的斷面圖。鐵路車輛結(jié)構(gòu)主體100由用于構(gòu)成側(cè)面的側(cè)面結(jié)構(gòu)體101、用于構(gòu)成頂部的頂部結(jié)構(gòu)體102、用于構(gòu)成底板的支架103以及用于構(gòu)成端部的側(cè)面結(jié)構(gòu)體104構(gòu)成。側(cè)面結(jié)構(gòu)體101、頂部結(jié)構(gòu)體102以及支架103都是分別通過焊接多個(gè)中空擠制框架部件來構(gòu)成的。中空擠制框架部件的縱向方向朝著鐵路車輛的車體的縱向方向。該中空擠制框架部件是一種由鋁合金制成的中空擠制框架部件。下面將對(duì)用于構(gòu)成側(cè)面結(jié)構(gòu)體101的中空擠制框架部件10和20的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。其它部分和其它結(jié)構(gòu)體與上面的類似。
中空擠制框架部件10由兩塊面板11和12以及多個(gè)用于上述兩塊面板11和12的肋條13和14構(gòu)成。面板11和12基本上是平行的。肋條13和14是傾斜的。肋條13和14設(shè)有桁架結(jié)構(gòu)。
中空擠制框架部件20由兩塊面板21和22以及多個(gè)用于上述兩塊面板21和22的肋條23和24構(gòu)成。面板21和22基本上是平行的。肋條23和24是傾斜的。肋條23和24設(shè)有桁架結(jié)構(gòu)。
設(shè)在鐵路車輛的車體100的外表面處的面板12的端部從車體100的內(nèi)部側(cè)面的面板12的端部突起到相鄰中空擠制部件20的側(cè)面上。該在端部突起的面板被稱作12b。面板12b的板厚比其他部分面板的板厚更厚。面板12b的端部設(shè)有一個(gè)突出到上面部分的凸起部分12c。將包括凸起部分12c在內(nèi)的面板12b的端部被對(duì)接并且按照摩擦攪拌焊接方法進(jìn)行。
設(shè)在鐵路車輛的車體100的外表面處的面板22的端部從車體100的內(nèi)部側(cè)面的面板22的端部突起到相鄰中空擠制部件10的側(cè)面上。該在端部突起的面板被稱作22b。面板22b的板厚比其他部分面板的板厚更厚。面板22b的端部設(shè)有一個(gè)突出到上面部分的凸起部分22c。將包括凸起部分22c在內(nèi)的面板22b的端部被對(duì)接并且按照摩擦攪拌焊接方法進(jìn)行。
這兩個(gè)凸起部分12c和22c的總體寬度大于旋轉(zhuǎn)工具的大直徑部分的直徑。旋轉(zhuǎn)工具的大直徑部分的邊界部分和旋轉(zhuǎn)工具的大直徑部分的小直徑部分位于從面板12b和22b的上表面的凸起部分12c和22c的上面部分中。
面板11的端部和面板21的端部通過連接部件30相連。面板11的端部設(shè)有凹入部分。該凹入部分在車的內(nèi)側(cè)和端部一側(cè)開口。為了構(gòu)成該凹入部分，一塊薄片16在端部的側(cè)面凸出。面板11的端部設(shè)有一個(gè)凸入到上面部分的凹入部分。包括凸起部分17在內(nèi)的面板11的端部對(duì)接著連接部件30的端部。另外，連接部件30的端部重疊在突出薄片16上面。從上面部分對(duì)上述對(duì)接部分進(jìn)行摩擦攪拌焊接。用于進(jìn)行摩擦對(duì)接焊接的位置位于面板12b的上面部分中。
面板11和連接部件30的對(duì)接部分(用于進(jìn)行摩擦攪拌焊接的位置)，即用于從面板11到達(dá)凸起薄片16的拐角部分位于面板12b的上面部分處。
連接部件30的端部上設(shè)有一個(gè)凸起部分31。這兩個(gè)凸起部分17和31的總體寬度大于旋轉(zhuǎn)工具的大直徑部分的直徑。旋轉(zhuǎn)工具的大直徑部分的插入位置類似于面板12b和22b的對(duì)接部分的情況的位置。
面板21的端部上設(shè)有一個(gè)凹入部分。該凹入部分朝向車的內(nèi)部側(cè)面以及端部一側(cè)開口。為了構(gòu)成該凸起部分，薄片26在端部的側(cè)面中凸起。連接部件30的端部重疊在凸起薄片26上。該重疊部分進(jìn)行摩擦攪拌焊接。摩擦攪拌焊接的位置設(shè)在面板22b的上面部分上。凸起薄片26的上表面和面板22的上表面之間的連接部分是傾斜的。這在焊接連接部件30和面板22的情況中成為一個(gè)凹槽。
凸起薄片16和26的凹入量和連接部件30的厚度相同。連接部件30的上表面和面板11和12的上表面設(shè)成同一表面。
面板21一側(cè)的連接部件30的端部上設(shè)有一個(gè)突出到上面部分的凸起部分32。凸起部分32的寬度大于旋轉(zhuǎn)工具的大直徑部分的直徑。凸起部分32的寬度的中心上設(shè)有一個(gè)V形凹槽33。根據(jù)通過光學(xué)系統(tǒng)傳感器對(duì)凹槽33的探測(cè)在凹槽33的位置處引導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)工具。對(duì)接部分的焊接被探測(cè)到對(duì)接部分的位置，并且將旋轉(zhuǎn)工具引導(dǎo)進(jìn)對(duì)接部分上。旋轉(zhuǎn)工具的大直徑部分的插入量類似于面板12b和22b的對(duì)接部分的情況的插入量。
當(dāng)連接部件30進(jìn)行焊接的時(shí)候，在兩個(gè)中空擠制框架部件10和20的端部中的空間中設(shè)有一塊墊板210。該墊板210安裝在面板12b和22b上。墊板210的上表面位于焊接部分的下面部分處。墊板210的高度小于面板12b和22b的上表面和凸起薄片16和26的下表面之間的高度。兩個(gè)表面之間的間隙不大。在凸起薄片16和26的下面部分的位置上設(shè)墊板210的上表面。摩擦攪拌焊接位置[對(duì)接部分(連接部件30的端部)，凹槽33]的下面部分上設(shè)有墊板210和面板12b和22b。因此，當(dāng)連接部件30的兩個(gè)端部沒有同時(shí)進(jìn)行焊接的時(shí)候，墊板210不會(huì)猛烈地掉下來。用于設(shè)置墊板210的空間位于焊接部分的背面。
下面將對(duì)摩擦攪拌焊接的過程進(jìn)行說明。首先，把框架部件10和20安裝在框架座200上并固定。把面板11和21設(shè)在上面部分處，并把面板12和22設(shè)在下面部分處。將面板12b和22b對(duì)接。
接下來，采用面板12b和22b的上面部分的中空擠制框架部件10和20之間的空間從上面部分進(jìn)行摩擦攪拌焊接。換句話說，從上面部分把旋轉(zhuǎn)工具插入進(jìn)焊接部分中，從而進(jìn)行摩擦攪拌焊接。面板12b和22b上設(shè)有凸起部分12c和22c，掩埋對(duì)接部分的間隙。面板12b和22b的下表面基本上是平焊。上述空間是由面板12b和22b、肋條13和23以及肋條11和21構(gòu)成的。
在上述摩擦攪拌焊接線過程中，切掉凸起部分12c和22c由焊接引起的填覆物。旋轉(zhuǎn)工具沿著大直徑部分的徑向方向在外表面處安裝有一個(gè)切割器。采用該切割器可以把填覆物切掉。另外，切掉凸起部分12c和22c的上面部分。接著除去所切掉的碎屑。
隨后在中空擠制框架部件10和20的端部所構(gòu)成的空間上放置墊板210。在圖2中，焊接直接從左側(cè)開始進(jìn)行到右側(cè)。在中空擠制框架部件10和20的右側(cè)的外側(cè)設(shè)有墊板210，通過用手拿著該墊板210，從而把該墊板210安裝在中空擠制框架部件10和20左端的面板12b和22b上。在墊板210的左端連接有一個(gè)左端鏈條221。通過用手經(jīng)繩索拉著該墊板210，從而該墊板210直接移動(dòng)到右端。左端鏈條221進(jìn)入到中空擠制框架部件10和20的端部中。當(dāng)墊板210移動(dòng)到右端的時(shí)候，右端鏈條221與墊板210的右端相連。
在上述空間的左邊和右邊的延長(zhǎng)線上分別安裝有鏈輪232和235。鏈條221布置成穿過墊板210的環(huán)形形式。標(biāo)號(hào)240是一種用于使鏈條221拉緊或松弛的裝置。當(dāng)氣缸裝置241的桿突出來的時(shí)候，連桿242轉(zhuǎn)動(dòng)并且鏈條221被拉起。連桿242的兩個(gè)端部上設(shè)有用于支撐鏈條221的鏈輪243和244。標(biāo)號(hào)245和246表示鏈輪。
在鏈條221松弛或者墊板210從鏈條221中離開等情況下，為了防止鏈條221從鏈輪中離開，要在必要的鏈輪的附近處設(shè)置輥?zhàn)?。通過這些鏈輪和輥?zhàn)樱瑥亩焰湕l221夾在中間。標(biāo)號(hào)233和236表示鏈輪標(biāo)號(hào)250表示一種具有摩擦攪拌焊接用的旋轉(zhuǎn)工具251的摩擦攪拌焊接裝置。該摩擦攪拌焊接裝置250跨在框架座200上。摩擦攪拌焊接裝置250沿框架座200向前移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)工具251可以沿著上面方向和下面方向運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)鏈條221連接在墊板210上并且墊板210安裝在面板12b和22b上的時(shí)候，通過拉緊和松弛裝置240將鏈條221拉緊。墊板210的上表面和下表面涂有油和油脂?；蛘呙姘?2b和22b的上表面和凸起薄片16和26的下表面涂有油和油脂。墊板210的長(zhǎng)度為幾十個(gè)厘米。墊板210是由鐵素體系材料制成的。
接著，把連接部件30安裝在凸起薄片16和26上。將連接部件30的凸起部分31的側(cè)面對(duì)接到面板11的端部上。接著，將連接部件30暫時(shí)地固定到面板11和21上。該暫時(shí)固定的焊接是間歇地進(jìn)行的?；蛘?，通過對(duì)連接部件30施加壓力，從而約束該連接部件30不動(dòng)。
接著通過從上面部分開始插入旋轉(zhuǎn)工具251，從而從上述一個(gè)端部的側(cè)面開始進(jìn)行摩擦攪拌焊接。面板11的側(cè)面用來對(duì)面板11和連接部件30進(jìn)行對(duì)接焊接。面板12的側(cè)面用來對(duì)凸起薄片26和連接部件30進(jìn)行搭接焊。在焊接期間凸起薄片16和26下面部分稍微彎曲。
旋轉(zhuǎn)工具251開始向左端運(yùn)動(dòng)，通過驅(qū)動(dòng)機(jī)器234使鏈輪233轉(zhuǎn)動(dòng)并且使墊板210移動(dòng)。墊板210通過與旋轉(zhuǎn)工具2501的運(yùn)動(dòng)同步進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。由于墊板210從兩個(gè)側(cè)面被拉緊，所以墊板210就容易與旋轉(zhuǎn)工具251的運(yùn)動(dòng)同步地運(yùn)動(dòng)。
連接部件30的兩個(gè)端部的焊接結(jié)束后，通過操縱裝置240使鏈條221松弛。接著，松開墊板210的右邊部分和右端鏈條221之間的相互連接。用手卸下右端鏈條221。
接著，在中空擠制框架部件10和20的左端的外面，用手把左邊的鏈條221拉起來，從該空間開始把鏈條221和墊板向下拉。
通過上述的結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)工具251作用在凸起薄片16和26上的負(fù)載通過墊板和面板12b和22b由框架座200支撐。換句話說，面板12b和22b放在框架座200上并且墊板210放在面板12b和22b上，而且面板11和21(凸起薄片16和26)放在墊板210上，所以墊板210和類似裝置在摩擦攪拌焊接期間成為支撐部件。因此，凸起薄片16和26、位于附近的面板11和21不會(huì)彎曲很大，并且肋條13和14以及23和24也不會(huì)變形很大。因此，肋條13和23的板厚可以做得比較薄。所以，這些中空擠制框架部件10和20形成輕結(jié)構(gòu)并且可以得到具有輕重量結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體。
對(duì)于焊接面板11和連接部件30之間的對(duì)接部分來說，凸起薄片16是不必要的。然而，設(shè)置了凸起薄片16，該軟化的金屬就不會(huì)與墊板210接觸。另外，旋轉(zhuǎn)工具251的插入量過多，由于具有凸起薄片16的厚度，所以該旋轉(zhuǎn)工具251幾乎不與墊板210接觸。因此，該墊板210就幾乎不能焊接在中空擠制框架部件10上。所以，就可以方便地移動(dòng)墊板210。另外，由于設(shè)有凸起薄片16，所以油和油脂就不會(huì)與焊接部分接觸。
沿著墊板的移動(dòng)方向，將履帶繞在墊板210上，從而就可以容易地進(jìn)行墊板210的移動(dòng)。該履帶被分成左邊部分和右邊部分。
參照?qǐng)D5，將對(duì)墊板的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。在摩擦攪拌焊接期間，墊板270是不移動(dòng)的。墊板270的長(zhǎng)度比中空擠制部件10和20的長(zhǎng)度稍微長(zhǎng)一點(diǎn)。在焊接面板12b和22b之后，從左側(cè)絞盤281開始，拉緊一根繩索282(它也可以是一條鏈條)，該繩索282設(shè)在一個(gè)空間中并且連接在墊板270的左端上，該墊板放在框架座200的右側(cè)輥?zhàn)?86上。采用絞盤281，從而墊板270被拉緊并且安裝在面板12b和22b上。在圖5中顯示出該情況。
在摩擦攪拌焊接之后，繩索282與墊板270脫開。接著，通過右端絞盤283，在右端側(cè)面中拉緊墊板270并且拉著并且安裝在輥?zhàn)?86上。絞盤283和墊板270通過繩索284(也可以是鏈條)相連。
由起重機(jī)提升起來的墊板270可以從上面部分插入到該空間中。在緊挨著該空間前面，墊板270以一種傾斜狀態(tài)插入到該空間中。
下面將對(duì)圖6的實(shí)施例進(jìn)行說明。墊板290是墊板270的改進(jìn)形式。該墊板290由上面部分部件291、下面部分部件292以及設(shè)在兩個(gè)部件291和292之間的氣墊293構(gòu)成。上面部分部件291的重量比下面部分部件292的重量大。兩個(gè)部件291和292之間在側(cè)面中由連接件295、銷296和297連接。連接件295的上面部分設(shè)有一個(gè)長(zhǎng)孔，銷296可以在該孔中沿著上面和下面方向移動(dòng)。該連接件295以及類似部件沿著墊板290的縱向方向間隔地布置。氣墊293沿著下面部分部件292的縱向方向布置。墊板290的長(zhǎng)度類似于墊板270的長(zhǎng)度。氣墊293由一根軟管構(gòu)成。
下列兩個(gè)方法為墊板290的使用方法。其中一個(gè)為，在連接部件30的摩擦攪拌焊接之后，空氣進(jìn)入到氣墊293中并且上面部分部件291上升。已向下面部分彎曲的凸起薄片16和26向上面部分彎曲。接著空氣從氣墊293中排出。通過上面部分部件291的重量，該上面部分部件291能夠與凸起薄片16和26分離并拆卸下來。根據(jù)要求，上面部分部件291可以成一個(gè)錘子撞擊下面部分。通過這種方式，在上面部分部件291和凸起薄片16和26之間就容易出現(xiàn)一個(gè)間隙。因此，墊板290就容易被拉緊。
另外一個(gè)方法為，在焊接之前，通過氣墊293上面部分部件291上升。優(yōu)選的是上述過程在暫時(shí)焊接連接部件30之后進(jìn)行。采用該條件，從而就能進(jìn)行對(duì)連接部件30的摩擦攪拌焊接。在摩擦攪拌焊接之后，空氣從氣墊293中排出。以下是采用上述方式進(jìn)行的。
由于設(shè)有下面部分部件292，所以氣墊293不會(huì)與凸起部分12c和22c接觸從而就能夠防止氣墊293的損壞。
下面將對(duì)圖7的實(shí)施例進(jìn)行說明。中空擠制框架部件50的兩塊面板51和52對(duì)接在中空擠制框架部件40的兩塊面板41和42的端部的凹入部分上。從中空擠制框架部件50的外面部分開始進(jìn)行相應(yīng)面板51和52的摩擦攪拌焊接。從中空擠制框架部件40的外面部分開始進(jìn)行相應(yīng)面板41和42的摩擦攪拌焊接。上面和下面對(duì)接部分位于從肋條43和53突出的位置上。墊板300安裝在下面部分突出薄片42c上，墊板300可以支撐上面部分的凸起薄片41c。肋條53與面板51和52正交。中空擠制框架部件50的面板51b和52b與凸起薄片41c和42c重疊。中空擠制框架部件40和50的下表面安裝在框架座213上。
下面將對(duì)工作過程進(jìn)行說明。使一根繩索282(在圖5的實(shí)施例中所示的)進(jìn)入到安放在框架座213上的中空擠制框架部件40端部的空間。接著，將中空擠制框架部件40對(duì)接。對(duì)對(duì)接的部分進(jìn)行暫時(shí)的固定焊接。
接著，通過繩索282把墊板300拉進(jìn)由兩個(gè)中空擠制框架部件40和50所形成的空間中。當(dāng)焊接部分能夠由墊板300支撐的時(shí)候，從上面部分開始進(jìn)行摩擦攪拌焊接。接著拉著墊板300的另一端繩索284，從而拉出墊板300。松開墊板300和繩索的結(jié)合。繩索282仍然保持插入在該空間中。
接著，設(shè)在中空擠制框架部件40和50左端的外側(cè)上的繩索282沿著左邊方向和右邊方向被分成兩個(gè)部分。接著在上面部分和下面部分中相對(duì)地完成由焊接的中空擠制框架部件40和50構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體。繩索282仍然插入在該空間中。接著沿著左邊方向和右邊方向被分隔開的繩索282相互連接。另外繩索282和墊板300是相連的。
接著，通過拉著繩索282，從而墊板300再次進(jìn)入到該空間中。接著從上面部分開始進(jìn)行摩擦攪拌焊接。接著松開繩索282和墊板300的結(jié)合。接著通過拉繩索284，從而把墊板300拉出。
下面將對(duì)圖8的實(shí)施例進(jìn)行說明。所要加工的部件60和60都是C形中空擠制框架部件。部件60由基本上平行的兩塊薄片61以及用于連接上述薄片61的一個(gè)端部的薄片62構(gòu)成。對(duì)一個(gè)中空擠制框架部件60的薄片61和61的另一個(gè)端部和另一個(gè)中空擠制框架部件60的薄片61和61的另一個(gè)端部的對(duì)接部分進(jìn)行摩擦攪拌焊接。使墊板310進(jìn)入到對(duì)接的中空擠制框架部件60和60的空間中。通過將對(duì)接部分放置在一側(cè)，從而中空擠制框架部件60和60就被安裝在框架座215上。通過起重機(jī)使墊板310從上面部分進(jìn)入?？蚣茏?15具有一個(gè)凹入部分以使下面部分的中空擠制框架部件60定位。摩擦攪拌焊接可以從左邊方向以及從右邊方向同時(shí)進(jìn)行。
下面將對(duì)圖9的實(shí)施例進(jìn)行說明。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，墊板320布置在一個(gè)封閉的空間中。墊板320類似于墊板270或墊板290。墊板320的上端為環(huán)形形狀，該形狀對(duì)應(yīng)于焊接部分的后表面的形狀。中空擠制框架部件10和20與連接部件30的焊接部分設(shè)在中空擠制框架部件10的端部的桁架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)上。桁架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)沿著框架部件的厚度方向位于垂直線的延長(zhǎng)線上。一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)包括肋條13,14和面板12。另一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)包括肋條23和24以及面板22。連接部件30的兩個(gè)端部進(jìn)行搭接焊。因此，肋條13和23的傾斜角可與肋條14和24的傾斜角接觸。
墊板320的上面部分可以設(shè)有一個(gè)環(huán)形軟管。該軟管的直徑能夠接觸到焊接部分的后表面的圓弧上。軟管的空氣壓力設(shè)得比下面部分的氣墊的氣壓大。另外，通過從墊板320的下面部分把高壓氣體直接噴射進(jìn)下面部分，從而就能夠支撐墊板320。
本發(fā)明的技術(shù)范圍不是由在每個(gè)所要求的權(quán)利要求中所限定的措辭或者在用于解決問題的方法上所用的措辭來限定，它還指的是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠容易想到的范圍。
根據(jù)本發(fā)明，由于焊接期間的負(fù)載是由墊板承受的，所以就能夠降低中空擠制框架部件的板厚，因此就能獲得輕結(jié)構(gòu)的中空擠制框架部件。
權(quán)利要求
1．一種摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，在安放在框架座的第一部件的焊接部分的后表面和用于焊接所述第一部件的第二部件中，將一塊墊板設(shè)置在由至少所述第一部件占據(jù)的空間中；從所述空間的外面部分，通過使所述墊板和所述框架座形成為支撐部件，從而對(duì)所述第一部件和所述第二部件進(jìn)行摩擦攪拌焊接；以及從所述空間中除去所述墊板。
2．一種如權(quán)利要求1所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，所述空間由所述第一部件和所述第二部件構(gòu)成。
3．一種如權(quán)利要求1所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，所述空間只是由第一部件構(gòu)成。
4．一種如權(quán)利要求1所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，所述墊板由至少所述第一部件支撐。
5．一種摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，在安裝在框架座的第一部件的焊接部分的后表面和用于焊接所述第一部件的第二部件中，在由至少所述第一部件占據(jù)的空間中將一塊墊板安裝在所述第一部件的第一塊板上；從所述空間的外面部分開始，對(duì)放置在所述墊板的上面部分中的所述第一部件和所述第二部件進(jìn)行摩擦攪拌焊接；以及從所述空間中除去所述墊板。
6．一種如權(quán)利要求5所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，沿著摩擦攪拌焊接的焊接線方向拉所述墊板，和將所述墊板安裝在所述第一部件上。
7．一種如權(quán)利要求5所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，在所述墊板安裝在所述第一部件上后，使所述墊板上升，并且使所述第一部件的焊接側(cè)面的一塊板和要與所述第一部件的一塊板焊接的所述第二部件的一部分上升；進(jìn)行摩擦攪拌焊接；在摩擦攪拌焊接之后，使所述墊板下降；和拉出所述墊板。
8．一種如權(quán)利要求7所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，通過將空氣充進(jìn)一個(gè)氣墊中從而實(shí)現(xiàn)所述墊板的上升；和通過把空氣從所述氣墊中抽出從而實(shí)現(xiàn)所述氣墊的下降。
9．一種如權(quán)利要求5所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，使所述墊板上升，從而使所述第一部件的所述第一塊板和所述第二部件的所述焊接區(qū)域上升；和使所述墊板下降。
10．一種如權(quán)利要求9所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，通過把空氣充進(jìn)一個(gè)氣墊中來實(shí)現(xiàn)所述氣墊的所述上升；和通過把空氣從所述氣墊中抽出從而實(shí)現(xiàn)所述氣墊的下降。
11．一種如權(quán)利要求5所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，把各所述第一部件和所述第二部件形成為C形斷面，并且在所述第一部件的中心通過將所述薄片設(shè)在其它兩塊薄片的下面部分中從而把一塊薄片安裝在所述框架座上；在由所述第一部件的所述每一塊薄片構(gòu)成的空間中，從上面部分將所述墊板安裝上；將所述第二部件與所述第一部件結(jié)合在一起；并且從橫向部分進(jìn)行摩擦攪拌焊接。
12．一種摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，通過將所述第一部件的所述第一塊板和所述第二部件的所述第一塊板安裝在框架座上，并且將所述第一部件的所述第一塊板和所述第二部件的所述第一塊板結(jié)合成一種要進(jìn)行焊接的情況；從上面部分開始采用旋轉(zhuǎn)工具對(duì)所述第一塊板進(jìn)行摩擦攪拌焊接；通過把墊板安裝在相應(yīng)的所述第一塊板上，從而將所述墊板安放在所述第一部件的下面部分中，該第一部件位于所述第二部件的相應(yīng)的第一塊板和相應(yīng)的第二塊板的上面部分中，并且還將所述墊板安放在用于焊接所述相應(yīng)的第二塊板的連接部件的下面部分中；從上面部分將安放在所述墊板的上面部分中的所述連接部件的兩個(gè)端部摩擦攪拌焊接到所述相應(yīng)的第一塊板上；和拉出所述墊板。
13．一種如權(quán)利要求12所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于，在所述墊板中，將所述墊板和所述第一塊板的接觸部分安放在所述連接部件的兩個(gè)端部和所述第二塊板的焊接部分的下面部分中。
14．一種摩擦攪拌焊接設(shè)備，包括用于安裝第一部件和第二部件的框架座；在焊接所述第一部件和所述第二部件的部分的背面中，把一塊墊板放置在至少所述第一部件的空間中；用于通過一根鏈條或一根繩索從焊接線的一端到另一端拉所述墊板的驅(qū)動(dòng)裝置；以及用于沿所述框架座移動(dòng)和從上面部分把安裝在所述框架座上的所述第一部件和所述第二部件焊接起來的摩擦攪拌焊接裝置；所述摩擦攪拌焊接裝置的特征在于，包括在所述一端的側(cè)面和所述墊板中的所述鏈條或所述繩索是可安裝及拆卸的。
15．一種結(jié)構(gòu)體，包括第一部件，該部件具有第一塊板、平行于所述第一塊板的第二塊板以及連接所述第一塊板和所述第二塊板的肋條；以及第二部件，該部件具有第一塊板、平行于所述第一塊板的第二塊板以及連接所述第一塊板和所述第二塊板的肋條；該結(jié)構(gòu)體的特征在于所述第一部件的所述第一塊板和所述第二部件的第一塊板通過摩擦攪拌焊接進(jìn)行焊接；在所述第一部件的所述第二塊板和所述第二部件的所述第二塊板之間設(shè)有一個(gè)連接部件；通過摩擦攪拌焊接將所述連接部件的兩個(gè)端部焊接在所述第一部件的所述第二塊板和所述第二部件的第二塊板上；并且當(dāng)將所述第一塊板放在所述第二塊板的下面部分中的時(shí)候，在設(shè)在所述肋條和所述第一塊板的連接部分和所述第一塊板的所述焊接部分之間的所述第一塊板的上面部分中設(shè)有所述第二塊板和所述連接部件的所述焊接部分。
16．一種結(jié)構(gòu)體，包括第一部件，該部件具有第一塊板、平行于所述第一塊板的第二塊板以及連接所述第一塊板和所述第二塊板的肋條；以及第二部件，該部件具有第一塊板、平行于所述第一塊板的第二塊板以及連接所述第一塊板和所述第二塊板的肋條；該結(jié)構(gòu)體的特征在于從外側(cè)對(duì)所述第一部件的所述第一塊板和所述第二部件的第一塊板進(jìn)行摩擦攪拌焊接；從外側(cè)對(duì)所述第一部件的所述第二塊板和所述第二部件的第二塊板進(jìn)行摩擦攪拌焊接；當(dāng)將所述第一塊板放在所述第二塊板的下面部分中的時(shí)候，在設(shè)在一相應(yīng)所述肋條和所述第一塊板的焊接部分之間、以及一相應(yīng)所述肋條和所述第二塊板的焊接部分之間的所述第一塊板的上面部分中設(shè)有所述第二塊板。
17．一種摩擦攪拌焊接所用的擠制框架部件，包括第一部件，該部件具有第一塊板、基本上與所述第一塊板平行的第二塊板以及多個(gè)用于連接所述第一塊板和所述第二塊板的肋條；該摩擦攪拌焊接所用的擠制框架部件的特征在于，所述第一塊板和所述第二塊板的相應(yīng)端部從所述肋條在一個(gè)端部的側(cè)面中突出；并且當(dāng)所述第一塊板放在所述第二塊板的下面部分的時(shí)候，所述凸起的第二塊板設(shè)在所述凸起的第一塊板的上面部分中。
18．一種如權(quán)利要求17所述的摩擦攪拌焊接所用的擠制框架部件，其特征在于，在所述凸起的第二塊板的所述端部上設(shè)有在所述第一塊板的側(cè)面凹入的凹入部分在所述第二塊板的所述端部中，為了構(gòu)成所述凹入部分，設(shè)有一個(gè)用于凸起到所述端部的所述側(cè)面的凸起薄片；所述凸起薄片設(shè)在所述凸起的第一塊板的上面部分中。
19．一種如權(quán)利要求17所述的摩擦攪拌焊接所用的框架部件，其特征在于，所述凸起的第一塊板的所述端部在所述第二板的所述端部的所述側(cè)面凸起。
20．一種如權(quán)利要求19所述的摩擦攪拌焊接所用的框架部件，其特征在于，所述凸起的第二塊板的所述端部上設(shè)有在所述第一塊板的側(cè)面中凹入的凹入部分；在所述第二塊板的所述端部中，為了構(gòu)成所述凹入部分，有一個(gè)用于凸起到所述端部的所述側(cè)面上的凸起薄片；所述凸起薄片設(shè)在所述凸起的第一塊板的上面部分中。
全文摘要
從上面部分對(duì)兩個(gè)中空擠制框架部件10和20的面板12b和22b的對(duì)接部分進(jìn)行摩擦攪拌焊接。接著,設(shè)置用來連接上面部分的面板12b和22b的連接部件30。在連接部件30和面板11和21被一塊墊板210支撐的條件下,從上面部分對(duì)這些部件的連接部分進(jìn)行摩擦攪拌焊接。由于摩擦攪拌焊接期間的負(fù)載是由墊板210支撐的,所以肋條13和14可以做得比較薄并且可以獲得輕結(jié)構(gòu)。在對(duì)中空擠制框架部件進(jìn)行摩擦攪拌焊接中,可以降低焊接部分的肋條的厚度。
文檔編號(hào)B23K20/12GK1311073SQ0111705
公開日2001年9月5日 申請(qǐng)日期2001年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月21日
發(fā)明者松永徹也, 高井英夫, 細(xì)田佑司, 江角昌邦, 福寄一成 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所