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[发明专利]提高中厚板铝合金焊接稳定性的系统及方法-CN202210723853.2在审
发明人：尹玉环;孙雪君;夏佩云;高焓;从宝强;李送斌;高嘉爽;刘宽;李坤 -专利权人：上海航天设备制造总厂有限公司
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： B23K37/00 文献下载
摘要：根据本发明提供的一种提高中厚板铝合金焊接稳定性的方法及系统，包括：步骤S1：根据待焊材料、热源的热物理性质、送丝机的送丝速度以及机器人的运动速度建立板材热量分布模型；步骤S2：在焊接的过程中，通过热电偶测温模块实时采集温度数据，利用采集到的实时温度数据基于板材温度场估计法得到焊道实时的温度场数据；步骤S3：根据焊道实时的温度场数据对焊枪移动和焊接电源输出电流进行调控，保证焊接过程的稳定性。
提高厚板铝合金焊接稳定性系统方法

[发明专利]机器人多层多道焊接制造系统及其控制方法、系统-CN202210725965.1在审
发明人：尹玉环;孙雪君;夏佩云;高焓;从宝强;李送斌;高嘉爽;刁磊;曹晓 -专利权人：上海航天设备制造总厂有限公司
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： B23K9/067 文献下载
摘要：本发明提供了一种机器人多层多道焊接制造系统及其控制方法、系统，包括：焊接模块、机器人及其控制模块、焊接参数测量模块以及上位机控制模块；所述焊接模块包括焊接电源、焊炬、氩气瓶以及冷却水箱；所述焊接电源、氩气瓶以及冷却水箱分别与焊炬连接；所述焊炬固定在所述机器人上；所述机器人及其控制模块包括六轴工业机器人本体及其控制器，接收来自上位机的指令对焊炬的空间位置和姿态进行调整，并实时将焊炬的空间位置信息发送至上位机；所述焊接参数测量系统包括弧压传感器和电流传感器，分别将测量得到的电压和电流信息实时发送给上位机；所述上位机控制模块接收焊炬的空间位置信息以及电压和电流信息。
机器人多层多道焊接制造系统及其控制方法

[发明专利]一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法-CN201610945925.2有效
发明人：许辉;汤化伟;徐奎;李丹;封小松;高嘉爽 -专利权人：上海航天设备制造总厂
申请日： 2016-11-02 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明涉及一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法，包括：第一步，加工引入板和引出板；第二步，将引入板和引出板装配在焊缝两端；第三步，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊接；第四步，采用搅拌摩擦焊对工件进行焊接；第五步，偏置焊接路径，采用与第四步旋转方向相反的搅拌摩擦焊对处于界面处的两段焊缝进行焊接；第六步，机加工去除焊缝两端的引入板和引出板，消除工件与引入板和引出板界面裂纹。本发明提供的一种去除搅拌摩擦焊引入和引出界面裂纹的方法，利用搅拌工具的旋转作用，将界面裂纹转移到引入板和引出板并机加工去除引入板和引出板，有效地解决搅拌摩擦焊引入和引出界面的裂纹问题，操作简单，适应性强。
一种去除搅拌摩擦引入引出界面裂纹方法

[发明专利]提升搅拌摩擦焊接设备主轴轴向承载能力装置-CN201911163247.4有效
发明人：董吉义;尹玉环;汤化伟;宋学成;赵慧慧;曹晓;徐奎;高嘉爽;封小松;郭立杰 -专利权人：上海航天设备制造总厂有限公司
申请日： 2019-11-25 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明的提升搅拌摩擦焊接设备主轴轴向承载能力装置，使搅拌头的夹持端与刀柄浮动连接，搅拌头能随刀柄旋转及轴向移动；在搅拌头上套设轴承，轴承的内圈与搅拌头过渡配合；在刀柄和搅拌头外套设转接套，转接套一端与主轴外壳连接，转接套另一端与轴承的外圈过盈配合；在搅拌头上螺纹连接螺纹套，轴承支撑在螺纹套上。本发明的提升搅拌摩擦焊接设备主轴轴向承载能力装置，在不改变原有焊接设备主轴结构的条件下，提升主轴轴向承载能力，增大原有设备的焊接能力。
提升搅拌摩擦焊接设备主轴轴向承载能力装置

[发明专利]一种浮动式恒压力控制搅拌摩擦焊接装置及方法-CN201811512983.1有效
发明人：董吉义;尹玉环;赵慧慧;高嘉爽;封小松;郭立杰 -专利权人：上海航天设备制造总厂有限公司
申请日： 2018-12-11 - 公布日： 2020-09-18 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：一种浮动式恒压力控制搅拌摩擦焊接装置，主要由滚珠花键、花键轴、线圈、永磁铁、力传感器、刀柄、搅拌工具组成。所述线圈和永磁铁分别安装于滚珠花键端盖和花键轴上，通过两者间产生的电磁力对搅拌工具施加轴向压力；力传感器与线圈相连，可实时测量轴向压力大小，并反馈给控制系统；所述搅拌工具通过刀柄与花键轴连接，花键轴与滚珠花键配合，实现搅拌工具的轴向移动；所述滚珠花键与主轴电机相连，实现搅拌工具的旋转运动。本发明通过花键配合将电机的旋转运动传递到搅拌工具，通过调节焊接过程中线圈中的电流大小精确控制电磁力大小，从而对搅拌工具施加恒定的轴向压力，可实现表面不平整工件的恒压力搅拌摩擦焊接，响应速度快，结构简单。
一种浮动压力控制搅拌摩擦焊接装置方法

[发明专利]一种减少高熔点材料搅拌头磨损的搅拌摩擦焊接方法-CN201711219967.9有效
发明人：王志国;窦超;尹玉环;崔凡;高嘉爽;封小松;李丹;郭立杰 -专利权人：上海航天设备制造总厂
申请日： 2017-11-29 - 公布日： 2019-07-16 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：一种减少高熔点材料搅拌头磨损的搅拌摩擦焊接方法，开始焊接前，搅拌针回抽至轴肩内部，高速旋转的搅拌头以一定的压入速度压入被焊板材，到达指定压深后，搅拌头停留一段时间，待被焊材料充分软化后，搅拌针以一定的伸出速度和旋转速度从轴肩内部伸出并扎入被焊材料内部，伸出长度为被焊板材厚度减去0.1~0.2mm，待搅拌针伸出长度到达预定值后，搅拌头整体以相同的旋转速度向前移动，完成被焊板材的连接，焊接完成后，搅拌头整体从被焊材料中拔出。该焊接方法与传统的搅拌摩擦焊接方法相比，首先采用轴肩对被焊高熔点材料进行预热，待被焊材料高温软化后再伸出搅拌针，有效的避免了搅拌针在扎入阶段的磨损，延长了搅拌头的使用寿命。
搅拌头搅拌针被焊材料伸出搅拌摩擦焊接高熔点材料磨损焊接压入轴肩高温软化使用寿命向前移动传统的预热减去拔出从轴回抽软化停留

[发明专利]一种全焊透双静止轴肩填丝搅拌摩擦焊方法-CN201811506207.0在审
发明人：赵慧慧;尹玉环;胡蓝;夏佩云;高嘉爽;宋学成;王志国;封小松;郭立杰 -专利权人：上海航天设备制造总厂有限公司
申请日： 2018-12-10 - 公布日： 2019-04-02 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种全焊透双静止轴肩填丝搅拌摩擦焊方法，主要包括：双静止轴肩搅拌工具、搅拌针夹持端、主轴基体、固定螺栓、工装夹具及待焊母材。其双静止轴肩搅拌工具至少包括搅拌针、静止上轴肩、静止下轴肩，其中的静止上轴肩前沿处设计有填充材料入口，后沿设计有强制成型的圆角曲面。解决搅拌摩擦焊工装复杂、双面焊接效率低下、对接及角接的未焊透和弱连接问题，同时添加焊缝金属可以增强接头整体性能，降低角接接头应力集中。
静止轴静止搅拌摩擦焊搅拌工具搅拌针焊透上轴填丝填充材料入口待焊母材工装夹具固定螺栓焊缝金属搅拌摩擦角接接头双面焊接应力集中圆角曲面焊工夹持端前沿处弱连接未焊透后沿角接下轴成型

[发明专利]一种开坡口同轴添加材料的静止轴肩搅拌摩擦焊方法-CN201811507215.7在审
发明人：赵慧慧;尹玉环;胡蓝;高嘉爽;封小松;董吉义;郭立杰 -专利权人：上海航天设备制造总厂有限公司
申请日： 2018-12-10 - 公布日： 2019-04-02 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明提供了一种开坡口同轴添加材料的静止轴肩搅拌摩擦焊方法，在待焊母材上开一个U型坡口，静止轴肩固定于主轴基体上，搅拌针由与待焊母材相同的材料组成，搅拌针端部加工成与U型坡口截面尺寸略小的形状，当搅拌针与待焊母材接触时摩擦产热，同时搅拌工具沿焊缝方向不断前进，在搅拌工具静止轴肩前沿设计与母材坡口形状相匹配的约束型腔，以约束流动的焊缝材料不能从轴肩前端冒出。本发明可同轴添加焊接材料、增强接头强度，同时复合采用静止轴肩技术，解决了传统搅拌摩擦焊接过程中，不能同轴添加焊接材料、接头材料减薄、不等厚接头、角接接头焊接难度大的问题。
静止轴同轴待焊母材搅拌针搅拌摩擦焊焊接材料搅拌工具添加材料开坡口搅拌摩擦焊接端部加工焊缝材料焊缝方向焊接难度角接接头接头材料坡口形状不等厚约束型产热从轴减薄母材匹配摩擦复合流动

[发明专利]一种激光同轴热至辅助双轴肩搅拌摩擦焊方法-CN201811239784.8在审
发明人：赵慧慧;尹玉环;胡蓝;许辉;封小松;高嘉爽;董吉义;徐奎;郭立杰 -专利权人：上海航天设备制造总厂有限公司
申请日： 2018-10-23 - 公布日： 2019-03-01 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：一种激光同轴热至辅助双轴肩搅拌摩擦焊方法，采用空心主轴连接搅拌工具进行焊接，主要包括同轴热至辅助激光束、双轴肩搅拌摩擦焊工具、焊接母材，所述搅拌摩擦焊工具至少包括搅拌针、上轴肩、下轴肩、中空内腔、激光加热小孔；焊接时，所述搅拌工具旋转并进入母材沿焊缝向前移动，母材处于上轴肩和下轴肩之间，采用同轴激光束打入中空内腔的激光加热小孔对搅拌工具进行加热，搅拌针通过吸收激光能量，并通过热传导将能量传递至焊接材料，在搅拌工具机械搅拌和热作用的综合影响下，使金属达到塑性状态，搅拌工具移动并顶锻，实现焊接。本发明焊接方法采用无倾角焊接技术，通过调节激光头的离焦量，调整光斑，进而调节搅拌焊的热辅助作用大小。
搅拌工具焊接双轴同轴搅拌摩擦焊工具搅拌摩擦焊激光加热中空内腔搅拌针母材上轴下轴小孔激光吸收激光能量辅助激光束同轴激光束光斑焊接材料焊接母材机械搅拌空心主轴能量传递塑性状态向前移动焊缝激光头离焦量热传导热辅助热作用顶锻加热金属移动

[发明专利]大型核检测容器结构的焊接方法-CN201210560355.7有效
发明人： 高嘉爽;杨国舜;汪虎;张春杰;李寿康 -专利权人：上海航天设备制造总厂
申请日： 2012-12-21 - 公布日： 2017-10-20 - 主分类号： B23K9/167 文献下载
摘要：本发明提供一种大型核检测容器的焊接方法，首先，将方法兰采用双面焊接坡口，TIG焊打底，MIG焊逐层盖面拼焊成形、校平;之后将四块壁板焊接定位、装配成箱体组件，定位采用TIG焊方法；再将箱体组件与方法兰定位、装配，定位采用TIG焊方法；将加强筋、圆法兰与箱体定位、装配，定位采用TIG焊方法；最后焊妥方法兰、圆法兰、壁板、加强筋等各组件之间的焊缝。本发明的焊接方法具有焊缝质量高，符合真空度要求，质量可靠性好的优点，能够满足大型密封真空核检测容器的使用要求。
大型检测容器结构焊接方法

[发明专利]一种超薄壁中碳钢搭接结构的激光焊接方法-CN201710311539.2在审
发明人：张婧;马子奇;徐雪萍;高嘉爽 -专利权人：上海航天设备制造总厂
申请日： 2017-05-05 - 公布日： 2017-09-08 - 主分类号： B23K26/21 文献下载
摘要：本发明提供一种超薄壁中碳钢搭接结构的激光焊接方法，包括以下步骤S1、将待焊中碳钢薄片待焊区域置入镍箔或镀镍；S2、采用工装压紧，保证搭接接头待焊区域各层材料紧密贴合；S3、使用离焦激光束，采用脉冲方式实现焊接。本发明提供的超薄壁中碳钢搭接结构的激光焊接方法操作简单，通过在焊接区域镀镍或置入镍箔方式在熔池中添加镍元素，结合激光脉冲参数的调控实现对焊接热过程的控制，从而有效抑制焊缝冷却过程中形成大量脆性马氏体组织，提升焊接接头强度。
一种薄壁中碳钢结构激光焊接方法

[发明专利]一种用于铝构件表层阳极氧化膜的激光去除方法-CN201710311482.6在审
发明人：张婧;封小松;高嘉爽;尹玉环;张聃;马子奇;宋学成;郭立杰 -专利权人：上海航天设备制造总厂
申请日： 2017-05-05 - 公布日： 2017-08-22 - 主分类号： B23K26/36 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于铝合金构件表层阳极氧化膜的激光去除方法，用于解决铝合金构件表面阳极氧化膜给后续焊接带来的气孔、夹杂等缺陷问题。本发明的特征在于采用纳秒级的短脉冲激光，在优化的激光参数下，利用短脉冲激光与表层氧化膜的光、热、冲击波等效应，使表层氧化膜破裂、汽化，从而达到去除氧化膜的目的。超脉冲激光具有精确且低的损伤阈值，可有效避免母材熔化，同时，激光加工是无接触加工方式，对工件不产生冲击，不会产生机械变形。与传统的气动砂轮及手工刮削相比，采用这种方法操作简单，可达性好，生产效率高。
一种用于构件表层阳极氧化激光去除方法

[发明专利]一种三夹层薄壁搭接结构及其焊接方法-CN201611067540.7在审
发明人：马子奇;封小松;程怡;李丹;高嘉爽;张婧;张聃 -专利权人：上海航天设备制造总厂
申请日： 2016-11-29 - 公布日： 2017-05-31 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明提供一种三夹层薄壁搭接结构，包括蒙皮和骨架，所述骨架设置一台阶，所述台阶卡入所述蒙皮装配，使蒙皮一分为二。本发明还提供三夹层薄壁搭接结构的焊接方法，包括选用相对应的搅拌工具，对蒙皮和骨架台阶之间的界面进行一次焊接。本发明提供的三夹层薄壁搭接结构，结构简单，将常规的蒙皮骨架搭接结构，变为蒙皮‑骨架台阶‑蒙皮的新薄壁搭接焊接结构，这种新结构消除了常规搭接结构背面沟槽缺陷，提高了搭接焊缝的强度，同时改善蒙皮尺寸的协调性，降低焊接变形，获得高质量的搭接焊缝。
一种夹层薄壁结构及其焊接方法

[发明专利]一种搅拌摩擦焊接装置及其方法-CN201610953647.5在审
发明人：马子奇;沈浩然;程怡;高嘉爽;张靖;张聃 -专利权人：上海航天设备制造总厂
申请日： 2016-10-27 - 公布日： 2017-04-19 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明提供一种搅拌摩擦焊接装置，包括超声发生器，呈中空圆柱形；变幅静止轴肩，一端具有安装口，与超声发生器同轴刚性连接；搅拌针，与超声发生器、变幅静止轴肩同轴安装，非作业端与搅拌摩擦焊接装置机头主轴连接；安装座，与超声发生器刚性固定。本发明还提供利用搅拌摩擦焊接装置对工件进行搅拌摩擦焊的方法。本发明提供的利用搅拌摩擦焊接装置对工件进行搅拌摩擦焊的方法，不旋转的变幅静止轴肩能够有效避免焊缝减薄的发生；通过变幅静止轴肩的高频振动，可彻底消除焊接飞边的产生；通过变幅静止轴肩，对焊缝金属输入功率超声，可优先改善焊缝组织，提高焊缝的机械性能。
一种搅拌摩擦焊接装置及其方法

[发明专利]一种搅拌摩擦焊匙孔填补方法-CN201610725054.3在审
发明人：宋学成;崔凡;徐文豪;徐奎;封小松;高嘉爽;郭立杰 -专利权人：上海航天设备制造总厂
申请日： 2016-08-25 - 公布日： 2016-12-21 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种搅拌摩擦焊匙孔填补方法，其特征在于，步骤一、制作和安装填补塞头；步骤二、启动焊机，将塞头压入匙孔位置；步骤三、按一定参数原位搅拌；步骤四、抬起主轴，完成填补。该方法采用铝合金原位搅拌方式填充焊接匙孔，能够完全消除焊接匙孔，且填补位置力学性能无明显降低。与现有搅拌摩擦焊匙孔缺陷修补方法相比，设备无需回抽轴，对设备要求低；能够完全消除匙孔，无冶金缺陷产生；匙孔填补部位力学性能与焊缝其他位置等强。
一种搅拌摩擦焊匙孔填补方法

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