[发明专利]基于扭矩和振动反馈的钢管搅拌摩擦焊具及焊接方法

摘要

本发明公开了一种基于扭矩和振动反馈的钢管搅拌摩擦焊具，包括外壳，在外壳内依次设有第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板，所述第一支撑板上安装有主电机，第二支撑板上安装有动态扭矩传感器，在第三支撑板上安装有振动传感器，主电机通过动态扭矩传感器与主轴连接，在主轴上套有旋转套，旋转套上安装有轴承，轴承位于支撑座内，旋转套与主轴连接，主轴底端与搅拌头连接，在搅拌头沿着焊缝的焊接方向设有火焰预热装置。本发明的一种基于扭矩和振动反馈的钢管搅拌摩擦焊具及焊接方法，根据振动和扭矩传感器的反馈信号可调节火焰预热程度，有利于焊接区域金属塑化。

主权项

一种基于扭矩和振动反馈的钢管搅拌摩擦焊具，其特征在于：包括外壳，在外壳内依次设有第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板，所述第一支撑板上安装有主电机，第二支撑板上安装有动态扭矩传感器，在第三支撑板上安装有振动传感器，主电机通过动态扭矩传感器与主轴连接，在主轴上套有旋转套，旋转套上安装有轴承，轴承位于支撑座内，旋转套与主轴连接，主轴底端与搅拌头连接，在搅拌头沿着焊缝的焊接方向设有火焰预热装置；所述第三支撑板上设有圆周均布的四个激光测距装置，四个激光测距装置所测得到工件的距离分别为L1、L2、L3和L4，安装搅拌头时，L1＝L2＝L3＝L4；焊接过程中，丨L1‑L3丨/丨L1丨或丨L2‑L4丨/丨L2丨的值大于0.05时，搅拌头倾斜，停止焊接；所述振动传感器用于检测焊接方向的振动情况，该振动传感器的输出信号包括了以下信息：焊接区域金属的塑化情况、搅拌头在焊接方向上所受力的作用情况；塑化程度较高的金属在搅拌头的搅拌作用下容易形成焊缝且对搅拌头的阻碍作用力较小；塑化程度较低的焊缝金属会导致振动较大，且振动信号不稳定；动态扭矩传感器的输出包括了以下信息：当焊接区域金属塑性较差时，扭矩值较大；当焊接区域金属塑性较好时，扭矩较小。