一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备及焊接方法技术

本发明专利技术公开一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备及焊接方法，包括卷弯装置和焊接装置，卷弯装置的卷弯台板上通过芯轴座连接芯轴，芯轴平行置于卷弯台板上，芯轴周围滑动设有卷弯模具，泡沫镍板放置在芯轴正下方，卷弯模具向芯轴方向挤压，使泡沫镍板弯曲呈圆环柱状，焊接装置的焊接台板一侧设有操作平台，操作平台上设有夹持机构，用于固定弯曲后的泡沫镍板，焊接台板上通过导向机构连接移动块，移动块底部连接无针搅拌头和压轮，无针搅拌头和压轮设置在同一直线上，导向机构将无针搅拌头和压轮移动到操作平台上方，无针搅拌头焊接弯曲后的泡沫镍板焊缝，压轮挤压泡沫镍板焊缝。本发明专利技术具有焊接质量稳定，焊接一致性较高，整体焊接效率较高的优点。效率较高的优点。效率较高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备及焊接方法


[0001]本专利技术属于石油开发作业防砂筛管泡沫金属挡砂层焊接
，尤其是涉及一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备及焊接方法。

技术介绍

[0002]泡沫金属是一种金属基体中含有一定数量、一定尺寸孔径、一定孔隙率的金属材料，实际上是金属与气体的复合材料。因其特殊的结构形式，使之既有金属的特性又有气泡的特性，孔隙率可以达80％以上；孔径可调范围在0.05mm～10mm之间；孔径均匀度比较高。
[0003]多孔泡沫材料是一类利用三维立体孔隙结构获得过滤性能和力学性能等指标优化的功能结构一体化材料。它具有孔隙率高、通透性好、过流能力强、体积密度小等优点。利用金属作为基材，通过特殊的加工方法比如电镀沉积法可获得多孔泡沫金属材料。这种多孔金属材料同时具备良好的力学性能、耐高温、耐腐蚀、耐磨等性能。由于其优异的各项性能，多孔泡沫材料广泛应用在航空航天、机械、建筑、电化学和石油化工等领域，涉及分离、过滤、消声、隔热、电化学过程等许多工艺技术，在科学技术和国民经济建设中发挥着巨大的作用。
[0004]因泡沫金属具有良好的渗透性，是一种良好的过滤材料，具有很高的孔隙度，优良的渗透性和过滤精度，可充分利用泡沫金属的孔道对流体介质中固体粒子的阻留和捕集作用，将气体或液体进行分离和过滤从而达到介质的净化和分离的目的，从而在石油防砂领域具备良好的应用前景。
[0005]随着时代的发展，焊接工艺日新月异，常用的镍及镍合金焊接方法包括焊条电弧焊、钨及气体保护焊、等离子焊、电阻焊、钎焊等，上述焊接方式，在焊接过程中容易出现下述问题，焊接处出现裂纹，耐蚀性降低，镍合金液态焊缝金属的熔深浅，流动性差等。多孔隙镍金属材质材料，具有三维立体孔隙结构，孔隙率78.9％，呈现多面体“笼式”结构，目前的焊接工艺对该泡沫镍金属均不适用，易出现焊穿、裂纹、断裂等情况，焊接质量差。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题是提供一种焊接设备及焊接方法，尤其是适用于泡沫金属筛管搅拌摩擦焊，实现了泡沫镍金属材料的成功焊接，焊接质量稳定，焊接一致性高，整体焊接效率高的一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备及焊接方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备，包括卷弯装置和焊接装置，所述卷弯装置包括卷弯台板，所述卷弯台板上通过芯轴座连接芯轴，所述芯轴平行置于所述卷弯台板上，所述芯轴周围滑动设有卷弯模具，泡沫镍板放置在所述芯轴正下方，所述卷弯模具向所述芯轴方向挤压，使所述泡沫镍板弯曲呈圆环柱状，所述焊接装置包括焊接台板，所述焊接台板一侧设有操作平台，所述操作平台上设有夹持机构，所述夹持机构固定弯曲后的所述泡沫镍板，所述焊接台板上通过导向机构连接移动块，所述移动块底部连接无针搅拌头和压轮，所述无针搅拌头和所述压轮设置在同
一直线上，所述导向机构将所述无针搅拌头和所述压轮移动到所述操作平台上方，所述无针搅拌头焊接弯曲后的所述泡沫镍板焊缝，所述压轮挤压所述泡沫镍板焊缝。
[0008]进一步的，所述芯轴为圆柱模具，所述芯轴两端通过滚动机构与所述芯轴座滚动连接。
[0009]进一步的，所述卷弯模具包括左模具、右模具和上模具，所述左模具和所述右模具均滑动设置在所述芯轴两侧，所述上模具滑动设置在所述芯轴上端，所述左模具、所述右模具和所述上模具均设有滑块，所述滑块置于轨道内滑动。
[0010]进一步的，所述左模具、所述右模具和所述上模具均连接伸缩机构，所述伸缩机构驱动所述左模具、所述右模具和所述上模具在对应所述轨道内滑动。
[0011]进一步的，所述导向机构包括第一导轨和第二导轨，所述第一导轨置于所述焊接台板上表面，所述第一导轨改变所述无针搅拌头和所述压轮前后方向的位移，所述第二导轨与所述焊接台板垂直设置，所述第二导轨改变所述无针搅拌头和所述压轮上下方向的位移。
[0012]进一步的，所述无针搅拌头包括轴肩，所述轴肩顶部设有夹持杆，所述轴肩底部设有搅拌面，所述夹持杆、所述轴肩和所述搅拌面为分体式连接，所述压轮通过销轴与压轮支架连接，所述夹持杆与所述压轮支架均固定在所述移动块上。
[0013]进一步的，本专利技术还提供一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接方法，利用上述的泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备，包括以下步骤，
[0014]S1：将泡沫镍板通过卷弯装置制成泡沫金属卷筒；
[0015]S2：将待焊接的所述泡沫金属卷筒的坡口两侧清洗干净；
[0016]S3：安装所述泡沫金属卷筒，使焊缝置于正上方，夹持机构压紧所述泡沫金属卷筒；
[0017]S4：在所述焊缝间均匀铺撒焊剂，并用压轮压实；
[0018]S5：调节无针搅拌头位置，使其与所述焊缝接触；
[0019]S6：启动焊接，使所述泡沫金属卷筒焊接一次成形。
[0020]进一步的，所述S1包括以下步骤，
[0021]S11：将所述泡沫镍板置于所述芯轴正下方；
[0022]S12：伸缩机构分别带动左模具、右模具和上模具向所述芯轴方向挤压，使所述泡沫镍板弯曲呈圆环柱状，形成泡沫金属卷筒。
[0023]进一步的，所述S4包括以下步骤，
[0024]S41：在所述焊缝间均匀铺撒焊剂0.3mm
‑
0.5mm，并用所述压轮压实；
[0025]S42：调整压轮位置，使所述压轮中间部位垂直挤压所述焊缝2mm
‑
3mm，在所述焊缝两端再次均匀铺撒焊剂0.3mm
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0.5mm，并用所述压轮压实。
[0026]进一步的，所述S6包括以下步骤，
[0027]S61：调节所述无针搅拌头位置，使其向下运行，当所述无针搅拌头与所述泡沫金属卷筒接触后，等待所述无针搅拌头变热变红，点击循环启动按键，此时焊接开始；
[0028]S62：当所述无针搅拌头走过起点30mm之后，将进给速率旋钮调至40％；
[0029]S63：在焊接过程中，调节所述无针搅拌头的高度来保持所述无针搅拌头红热状态；
[0030]S64：当所述无针搅拌头走到距离终点30mm时，将所述进给速率旋钮调至30％，直至所述无针搅拌头走到所述焊缝末端；
[0031]S65：当所述无针搅拌头走到所述焊缝末端时，向上抬起所述无针搅拌头，点击复位按键，主轴停转，调节所述无针搅拌头远离所述泡沫金属卷筒，完成所述焊缝焊接。
[0032]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0033]1、本专利技术通过卷弯装置将泡沫镍板制成泡沫金属卷筒，卷弯装置可根据芯轴直径及上模具、左模具和右模具的配合，调整泡沫金属卷筒直径，从而生产多规格泡沫金属筛管，实用性强。
[0034]2、本专利技术通过焊接装置对泡沫金属卷筒焊缝进行焊接，焊接过程中，通过夹持机构固定泡沫金属卷筒，夹持机构根据泡沫金属卷筒的直径相对应的调整其在水平和竖直方向的距离，方便对不同直径的筛管进行挤压定位，定位效果好。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：包括卷弯装置和焊接装置，所述卷弯装置包括卷弯台板，所述卷弯台板上通过芯轴座连接芯轴，所述芯轴平行置于所述卷弯台板上，所述芯轴周围滑动设有卷弯模具，泡沫镍板放置在所述芯轴正下方，所述卷弯模具向所述芯轴方向挤压，使所述泡沫镍板弯曲呈圆环柱状，所述焊接装置包括焊接台板，所述焊接台板一侧设有操作平台，所述操作平台上设有夹持机构，所述夹持机构固定弯曲后的所述泡沫镍板，所述焊接台板上通过导向机构连接移动块，所述移动块底部连接无针搅拌头和压轮，所述无针搅拌头和所述压轮设置在同一直线上，所述导向机构将所述无针搅拌头和所述压轮移动到所述操作平台上方，所述无针搅拌头焊接弯曲后的所述泡沫镍板焊缝，所述压轮挤压所述泡沫镍板焊缝。2.根据权利要求1所述的一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：所述芯轴为圆柱模具，所述芯轴两端通过滚动机构与所述芯轴座滚动连接。3.根据权利要求1或2所述的一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：所述卷弯模具包括左模具、右模具和上模具，所述左模具和所述右模具均滑动设置在所述芯轴两侧，所述上模具滑动设置在所述芯轴上端，所述左模具、所述右模具和所述上模具均设有滑块，所述滑块置于轨道内滑动。4.根据权利要求3所述的一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：所述左模具、所述右模具和所述上模具均连接伸缩机构，所述伸缩机构驱动所述左模具、所述右模具和所述上模具在对应所述轨道内滑动。5.根据权利要求1或2或4所述的一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：所述导向机构包括第一导轨和第二导轨，所述第一导轨置于所述焊接台板上表面，所述第一导轨改变所述无针搅拌头和所述压轮前后方向的位移，所述第二导轨与所述焊接台板垂直设置，所述第二导轨改变所述无针搅拌头和所述压轮上下方向的位移。6.根据权利要求1或2或4所述的一种泡沫金属筛管搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：所述无针搅拌头包括轴肩，所述轴肩顶部设有夹持杆，所述轴肩底部设有搅拌面，所述夹持杆、所述轴肩和所述搅拌面为分体式连接，所述压轮通过销轴与压轮支架连接，所述夹持杆与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟召兰，王尧，石海，刘玉飞，李同磊，郝宙正，司磊，邓晗，周战凯，张纪双，刘晓辉，王晓，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：