專利名稱：“雙頭”焊件的“雙頭”相位摩擦焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地質(zhì)鉆桿的"雙頭"相位摩擦焊接方法
背景技術(shù)：
地質(zhì)鉆桿是典型的"雙頭"焊件(管體兩端各焊一個工具接頭)?，F(xiàn)有的地 質(zhì)鉆桿一端是外螺紋工具接頭，另一端是內(nèi)螺紋的，兩個工具接頭之間沒有相 位關(guān)系，因而采取了多次重復(fù)的摩擦焊接方法制造，即先焊一 "頭"后，拆卸
離機(jī)，周轉(zhuǎn)，再裝夾，焊另一 "頭"。 一根鉆桿的焊接周期大約20min，生產(chǎn)效 率較低；由于多次重復(fù)焊接，地質(zhì)鉆桿的同軸度往往達(dá)不到GB10977-89國家標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定的精度指標(biāo)。
新型地質(zhì)鉆桿的工具接頭采用方孔/方柄的結(jié)構(gòu)，兩個工具接頭之間具有確 定的相位關(guān)系，采用多次重復(fù)的摩擦焊接方法，顯然不可能保證這種"雙頭" 相位焊件的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有多次重復(fù)摩擦焊接方法制造新型地質(zhì)鉆桿之類的"雙頭"相 位焊件時，不能保證相位控制精度，生產(chǎn)效率低，焊件精度不高等不足，本發(fā) 明提供一種"雙頭"相位摩擦焊接方法，在與多次重復(fù)摩擦焊接規(guī)范參數(shù)完全 一致的條件下，實(shí)現(xiàn)"雙頭"的一次同步摩擦焊接，工藝簡單，連接質(zhì)量可靠。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種"雙頭"相位摩擦焊接方法。對新型地質(zhì)鉆桿 而言，其特征在于下述步驟
(1) 經(jīng)由觸摸屏/PLC控制系統(tǒng)，設(shè)定與多次重復(fù)焊接地質(zhì)鉆桿時完全相同的摩擦 焊接規(guī)范參數(shù)；
(2) 將工具接頭分別置于左、右旋轉(zhuǎn)夾具中，采用定位桿確定好"方柄"和"方孔"的相位關(guān)系后，夾緊；
(3) 將鉆桿管體在固定夾具中夾緊；
(4) 共軛傳動系統(tǒng)驅(qū)動左、右主軸箱的主軸/旋轉(zhuǎn)夾具產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)，與此同時， 拉力油缸帶動左、右主軸箱對著固定夾具產(chǎn)生相向移動；
(5) 當(dāng)兩"頭"旋轉(zhuǎn)與軸向移動兩種運(yùn)動交織時，保證地質(zhì)鉆桿工具接頭"方柄" 和"方孔"的初始夾緊相位不變，"雙頭"摩擦同步進(jìn)行；當(dāng)摩擦?xí)r間達(dá)到設(shè) 定值時，左、右主軸箱同時對地質(zhì)鉆桿進(jìn)行擠壓頂鍛；
(6) 左、右旋轉(zhuǎn)夾具松開，左、右主軸箱退至原位；
(7) 固定夾具松開，取出焊件，"雙頭"相位摩擦焊接過程結(jié)束。
本發(fā)明的有益效果是由于采取了共軛傳動的驅(qū)動方法，地質(zhì)鉆桿兩端工 具接頭的相位控制精度達(dá)到土O. 3'，同軸度小于CO. 8，單件焊接周期由原20min 縮短為lmin左右，提高生產(chǎn)效率20倍，同時由于摩擦焊接規(guī)范參數(shù)與分次重 復(fù)焊接時的完全相同，地質(zhì)鉆桿的兩個摩擦焊接頭因而具有"固態(tài)"焊接的全 部鍛造組織特征，接頭拉伸強(qiáng)度穩(wěn)定在焊件材料的95%左右。


圖1是新型地質(zhì)鉆桿結(jié)構(gòu)示意圖2是定位桿結(jié)構(gòu)示意圖，是背景技術(shù)圖；
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1: DZ鋼鋼管(外徑C73，長度825mm)， 35CrMoA鋼工具接頭(夕卜 徑(T74/C75，長度140mm，方柄、方孔尺寸48X48)新型地質(zhì)鉆桿的"雙頭" 相位摩擦焊接。焊接規(guī)范主軸轉(zhuǎn)速1200 1480rpm，摩擦壓力80 100MPa， 頂鍛壓力120 160MPa，摩擦?xí)r間7 9S，保壓時間5 7S。
參照圖1、圖2，將兩個工具接頭分別置于左、右旋轉(zhuǎn)夾具中，采用圖2所示的定位桿安裝定位后夾緊；將DZ鋼管在固定夾具中夾緊；觸摸屏/PLC程序 使共軛傳動系統(tǒng)驅(qū)動左、右旋轉(zhuǎn)夾具同步旋轉(zhuǎn)，同時拉力油缸使左、右主軸箱
對著固定夾具相向移動；在同步旋轉(zhuǎn)/相向移動交織過程中維持兩個工具接頭的
初始夾緊相位不變，實(shí)現(xiàn)"雙頭"地質(zhì)鉆桿的相位摩擦焊接。經(jīng)檢測io根地質(zhì)
鉆桿，地質(zhì)鉆桿兩端工具接頭的相位控制精度達(dá)到士21'，同軸度C:0.4 e0.5， 單件焊接周期1. 5min左右，接頭平均拉伸強(qiáng)度780MPa。
實(shí)施例2: DZ鋼鋼管(外徑C73，長度1325mm)， 35CrMoA鋼工具接頭(外 徑C74/C75，長度175，方柄、方孔尺寸48X48)新型地質(zhì)鉆桿的"雙頭"相 位摩擦悍接。焊接規(guī)范、方法與實(shí)施例l相似。經(jīng)檢測10根地質(zhì)鉆桿，地質(zhì)鉆 桿兩端工具接頭的相位控制精度達(dá)到士27'，同軸度《0.4 0.6，單件焊接周期 1. 5 2. Omin，接頭平均拉伸強(qiáng)度770MPa。
實(shí)施例3: DZ鋼管(外徑C63，長度825mm)， 35CrMoA鋼工具接頭(外徑C 64/C65,長度140咖，方柄、方孔尺寸36X36)新型地質(zhì)鉆桿的"雙頭"相位 摩擦焊接。焊接規(guī)范主軸轉(zhuǎn)速1200rpm左右，摩擦壓力100 120MPa，頂鍛壓 力160 200MPa，摩擦?xí)r間5 7S，保壓時間3 5S。
參照圖1、圖2的"雙頭"相位摩擦焊接方法與實(shí)施例1的相似。經(jīng)檢測 10根地質(zhì)鉆桿，地質(zhì)鉆桿兩端工具接頭的相位控制精度達(dá)到土20'，同軸度C 0.4 0. 5，單件焊接周期lmin左右，接頭平均拉伸強(qiáng)度800MPa。
權(quán)利要求
一、一種“雙頭”相位摩擦焊接方法，包括以下步驟(1)按照與分次重復(fù)焊接時完全相似的方法設(shè)定摩擦焊接規(guī)范參數(shù)；(2)將“雙頭”焊件的兩“頭”工件置于左、右旋轉(zhuǎn)夾具中，采用定位桿確定兩者的定位關(guān)系后，夾緊；共軛傳動系統(tǒng)驅(qū)動左、右主軸/旋轉(zhuǎn)夾具/兩“頭”工件產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)，并維持初始夾緊相位不變。(3)將“雙頭”焊件的中間工件在固定夾具中夾緊；(4)拉力油缸帶動左、右主軸箱對著固定夾具產(chǎn)生相向運(yùn)動；(5)觸摸屏/PLC控制“雙頭”同步旋轉(zhuǎn)/軸向相向位移兩種運(yùn)動發(fā)生交織，實(shí)現(xiàn)“雙頭”相位摩擦焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型地質(zhì)鉆桿的“雙頭”相位摩擦焊接方法。其目的是解決現(xiàn)有分次重復(fù)摩擦焊接方法無法保證“雙頭”焊件(一個焊件有兩個摩擦焊接頭)兩端的相位關(guān)系，生產(chǎn)效率低，焊件精度難以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)等問題。包括下述步驟共軛傳動系統(tǒng)驅(qū)動左、右主軸箱中的主軸/旋轉(zhuǎn)夾具產(chǎn)生的同步旋轉(zhuǎn)與拉力油缸帶動左、右主軸箱對著固定夾具產(chǎn)生的相向移動發(fā)生交織，并維持初始夾緊相位不變，即可實(shí)現(xiàn)新型地質(zhì)鉆桿的“雙頭”相位摩擦焊接。“雙頭”相位摩擦焊接方法使地質(zhì)鉆桿的相位控制精度達(dá)到±30′，而現(xiàn)有的分次重復(fù)焊接方法無法進(jìn)行相位控制；同軸度由現(xiàn)有方法的大于￠0.8提高到￠0.4～￠0.6，生產(chǎn)效率提高了10～20倍。
文檔編號B23K20/12GK101417368SQ20071016777
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者周正航, 王忠平, 陳永平 申請人:漢中雙戟摩擦焊接制造技術(shù)有限責(zé)任公司