一种摩擦堆焊装置及其卷边限制器的制作方法

本技术涉及焊接，尤其涉及一种摩擦堆焊装置及其卷边限制器。

背景技术：

1、摩擦堆焊是利用母材棒与基材之间的相对运动所产生的摩擦热为热源，将母材棒转移到基材表面形成堆焊涂层的工艺方法。在基材上堆焊涂层时，母材棒旋转并与基材的表面接触，依靠接触面摩擦所产生的热使结合面两侧的材料达到热塑性状态，此时施加顶锻压力实现母材棒与基材的连接，同时母材棒沿一定方向直线运动，从而在基材表面形成涂层。

2、由于摩擦堆焊在形成涂层过程中存在形成冗余卷边的问题，造成耗材棒利用率有限，且限制了单条涂层涂覆长度。其次，在采用摩擦堆焊技术进行固态增材制造材料时，上下层涂层间的界面较为平整，使得涂层间的结合力不足，材料纵向强度较差。

技术实现思路

1、本申请提出了一种摩擦堆焊装置及其卷边限制器，该卷边限制器能够限制冗余卷边的产生，提升耗材棒的利用率，延长单条涂层制备长度，同时还能够增加涂层间结合力，提高材料纵向强度。

2、本实用新型的一方面提供一种卷边限制器，应用于摩擦堆焊装置，该摩擦堆焊装置包括用于在基材表面形成涂层的母材棒，所述卷边限制器包括限制器主体；

3、所述限制器主体内具有轴向贯通的棒料通道，所述棒料通道用于容纳所述母材棒并限制所述母材棒底端形成卷边；

4、所述限制器主体靠近所述基材的底面设置有挤压部，所述挤压部位于与所述母材棒移动方向相背离的一侧，在所述限制器主体随所述母材棒水平移动时，所述挤压部挤压所述涂层表面以形成齿纹。

5、上述的卷边限制器，进一步地，所述棒料通道包括第一通道和第二通道；

6、所述第一通道靠近所述基材一端，所述第一通道的内径与所述母材棒的外径相适配；

7、第二通道的内径大于所述母材棒的外径。

8、上述的卷边限制器，进一步地，所述棒料通道呈圆锥形且沿所述限制器主体轴向向所述基材方向逐渐减小。

9、上述的卷边限制器，进一步地，所述挤压部为锯齿形结构；

10、所述挤压部内凹或外凸于所述限制器主体的底面。

11、上述的卷边限制器，进一步地，所述挤压部的每个锯齿的两侧斜面的间距自齿顶部至齿底部逐渐增大。

12、上述的卷边限制器，进一步地，所述锯齿为直角三角形；

13、其中，当所述挤压部内凹于所述限制器主体的底面时，所述锯齿的直角面面向所述母材棒旋转方向；

14、当所述挤压部外凸于所述限制器主体的底面时，所述锯齿的斜面面向所述母材棒的旋转方向。

15、上述的卷边限制器，进一步地，所述齿纹的高度小于所述涂层的厚度。

16、上述的卷边限制器，进一步地，所述挤压部宽度方向的尺寸不小于所述涂层的宽度尺寸。

17、上述的卷边限制器，进一步地，所述卷边限制器还包括：

18、连接臂，其一端与所述限制器主体连接，另一端用于与摩擦堆焊装置的机头连接。

19、本实用新型的另一方面提供一种摩擦堆焊装置，包括：

20、基材；

21、母材棒，与所述基材接触；

22、夹具，与所述母材棒远离所述基材的一端连接，用于带动所述母材棒相对所述基材移动及旋转，以在所述基材上形成涂层；

23、如上述任意一项所述的卷边限制器，所述限制器主体套设在所述母材棒外侧，并随所述母材棒同步移动。

24、本实用新型提供的一种摩擦堆焊装置及其卷边限制器，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

25、卷边限制器可以套设在母材棒外侧，利用卷边限制器内壁能够对母材棒底端进行限制，以防止母材棒在旋转过程中其底端的塑性形变流向上翻卷形成冗余卷边。同时，卷边限制器底端的挤压部能够将涂层表面挤压成型使其表面形成齿纹，当后一涂层涂覆在其表面时能够形成交错搅拌结构，以增强涂层之间的结合力。

26、为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，做详细说明如下。

技术特征：

1.一种卷边限制器，应用于摩擦堆焊装置，该摩擦堆焊装置包括用于在基材(10)表面形成涂层(30)的母材棒(20)，其特征在于，所述卷边限制器包括限制器主体(40)；

2.根据权利要求1所述的卷边限制器，其特征在于，所述棒料通道(41)包括第一通道(411)和第二通道(412)；

3.根据权利要求2所述的卷边限制器，其特征在于，所述棒料通道(41)呈圆锥形且沿所述限制器主体(40)轴向向所述基材(10)方向逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的卷边限制器，其特征在于，所述挤压部(42)为锯齿形结构；

5.根据权利要求4所述的卷边限制器，其特征在于，所述挤压部(42)的每个锯齿的两侧斜面的间距自齿顶部至齿底部逐渐增大。

6.根据权利要求5所述的卷边限制器，其特征在于，所述锯齿为直角三角形；

7.根据权利要求1至6任意一项所述的卷边限制器，其特征在于，所述齿纹(31)的高度小于所述涂层(30)的厚度。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的卷边限制器，其特征在于，所述挤压部(42)宽度方向的尺寸不小于所述涂层(30)的宽度尺寸。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的卷边限制器，其特征在于，所述卷边限制器还包括：

10.一种摩擦堆焊装置，其特征在于，包括：

技术总结
本技术提供了一种摩擦堆焊装置及其卷边限制器，卷边限制器包括限制器主体，限制器主体内具有轴向贯通的棒料通道，棒料通道用于容纳母材棒并限制母材棒底端形成卷边，限制器主体靠近基材的底面设置有挤压部，在限制器主体随母材棒水平移动时，挤压部位于与母材棒移动方向相背离的一侧，在限制器主体随母材棒水平移动时，挤压部挤压涂层表面以形成齿纹。本技术的卷边限制器能够对母材棒底端进行限制，以防止母材棒在旋转过程中其底端的塑性形变流向上翻卷形成冗余卷边，同时，卷边限制器底端的挤压部能够将涂层表面挤压成型使其表面形成齿纹，当后一涂层涂覆在其表面时能够形成交错搅拌结构，以增强涂层之间的结合力。

技术研发人员：郭达伟,汪虎,徐晓霞,梁嘉杰,李文晓,郭志达,谭立武
受保护的技术使用者：澳门发展及质量研究所
技术研发日：20230524
技术公布日：2024/1/15