[发明专利]一种搅拌摩擦焊接前导区表面温度检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料加工领域，具体涉及一种搅拌摩擦焊接前导区表面温度检测装置。

背景技术

在搅拌摩擦焊接过程中，焊接区温度对焊接表面成型、焊接质量影响较大。当焊接区的温度较低时，材料塑性不足，导致材料流动不充分，会出现沟槽缺陷；当焊接区的温度过高时，材料软化严重、粘性增大，高温材料粘连在搅拌头上，材料难以流向搅拌头后方，直接导致表面成型差、焊接缺陷较多，在此情况下双轴肩搅拌摩擦头甚至会出现搅拌针断裂的后果。因此在目前搅拌摩擦头制作成本较高的背景下，加强焊接区域温度的检测分析，对提高焊接质量和效率具有重要意义，对相关技术的深入研究和生产尤为关键。

对于温度，常规检测方法如下：(1)使用金属热电偶，然后通过变送器读出传感器输出值即可；(2)使用红外测温技术，这种技术比较快捷方便，但是焊接区域金属表面容易氧化，且氧化程度不确定难以精确测量，严重影响了红外测温中发射率的确定，这些都影响了测温的精度。因此对于搅拌摩擦焊来说，一般采用热电偶方法进行温度测量，测量的方法如下：在焊接件的系列特征点处加工深度不一盲孔，然后通过点焊的途径将金属热电偶焊在盲孔底部，最后将热电偶通过导线连接至测温仪，通过测温仪测量焊接区温度，按照这样测温方法，可以测量焊接件固定点的温度及其变化情况。但是搅拌摩擦焊接过程中，搅拌摩擦头是移动的，焊接区的位置是动态变化，因此采用上述固定点的测温方法难以检测焊接区温度的动态变化；此外，由于焊接区域搅拌摩擦头的影响，难以测量搅拌区域的温度，因此测量焊接邻近区域温度动态变化也是一种间接分析焊接区域温度的有效途径。

但是由上分析可知，当前缺乏一种动态检测搅拌摩擦焊接区或邻近区域温度的方法和装置，因此提出相关检测装置具有重要的现实意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种搅拌摩擦焊接前导区表面温度检测装置，能够动态检测搅拌摩擦焊接区或邻近区域温度，检测精度高。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种搅拌摩擦焊接前导区表面温度检测装置，包括检测前导区表面温度的压簧式热电偶、带动压簧式热电偶移动的小车和与小车连接的调整装置，所述压簧式热电偶通过热电偶套件与小车连接，小车侧面设有小车凸台，小车凸台通过弹簧调整结构与调整装置连接，小车底部设有滚轮。

作为优选，所述热电偶套件包含中空台阶状的热电偶安装杆、缓冲弹簧、压力传感器和盖板，热电偶安装杆由下之上依次穿过缓冲弹簧、压力传感器和盖板后通过调节螺母与盖板连接，压簧式热电偶穿过热电偶安装杆的内部，压簧式热电偶的引线用于外接温度变送器。

作为优选，所述小车凸台有四个，弹簧调整结构有四组，对称的位于小车两侧，弹簧调整结构包含第一支杆、第一紧固螺母、第二紧固螺母、第三紧固螺母和小车弹簧，第一支杆依次穿过第一紧固螺母、调整装置、第二紧固螺母、小车弹簧、小车凸台和第三紧固螺母。

作为优选，压簧式热电偶位于滚轮的内侧，在压簧式热电偶没有接触焊接板件之前，压簧式热电偶伸出长度比滚轮的伸出长度要长；在接触焊接板件之后，压簧式热电偶和滚轮均紧贴在焊接板件的表面。

作为优选，调整装置包含第一固定板、第二固定板和第三固定板，所述第一固定板和第三固定板分别为“L”状，第一固定板一面与第一支杆连接，另一面与第二固定板连接，第三固定板一面与第二固定板连接，另一面与搅拌摩擦焊机的机头连接。

作为优选，第一固定板设有左右调节的第一腰形孔；第二固定板设有上下调节的第二腰形孔；第三固定板设有前后调节的第三腰形孔。

焊接前导区的定义：沿着焊接方向、距离搅拌摩擦头一定距离的待焊区域。

本发明所述的一种搅拌摩擦焊接前导区表面温度检测装置，其原理为：在沿着焊接方向、距离搅拌摩擦头一定距离的前导区内，安装既能够紧贴焊件表面又能够沿着表面滑动的压簧式热电偶，压簧式热电偶的输出通过导线传输至变送器；当搅拌摩擦头开始移动时，压簧式热电偶能够紧贴着焊件表面滑动，在这种状态下，就能够连续获得沿着焊接方向的待焊区表面的温度，这对动态分析和监控焊接过程具有重要意义。

有益效果：本发明的搅拌摩擦焊接前导区表面温度检测装置，具有以下优点：

(1)该装置可以检测焊接前导区表面温度；

(2)装置可以实现焊接纵向、横向、垂直方向位置的自由调节；

(3)装置可靠性高，设计考虑了焊接环境振动、焊件表面不平等特点，不仅适用于常规搅拌摩擦焊场合，对于双轴肩搅拌摩擦焊接场合、微曲面搅拌摩擦焊接场合均能使用，因此通用性强；