[发明专利]一种降噪式轴向压力自适应搅拌摩擦焊接方法及装置

摘要

本发明是一种降噪式轴向压力自适应搅拌摩擦焊接方法，焊接方法包括如下步骤：（1）组装焊接工具；（2）将被焊材料固定在工作台上，利用夹持柄在焊机的机头上安装已经组装完成的焊接工具；（3）启动焊机，搅拌摩擦头开始旋转；（4）焊机的机头向下压，直至搅拌摩擦头接触被焊材料；（5）焊机的机头继续下降，使弹簧产生压缩（6）焊接过程中当光滑锥面与激光位置传感器的垂直距离L发生变化时，开始记录（7）当搅拌摩擦头相对被焊材料到达预定焊缝尾部时，焊接结束。该焊接方法减弱焊接过程的轴向压力振荡，同时轴向压力能够自适应调整大小，使焊接过程更平稳，提高薄板金属的搅拌摩擦焊接过程稳定性。

主权项

1.一种降噪式轴向压力自适应搅拌摩擦焊接方法，其特征在于：所述焊接方法包括如下步骤：（1）组装焊接工具；（2）将被焊材料固定在工作台上，利用夹持柄在焊机的机头上安装已经组装完成的焊接工具即搅拌摩擦头；（3）启动焊机，搅拌摩擦头开始旋转；（4）焊机的机头向下压，直至搅拌摩擦头接触被焊材料；（5）焊机的机头继续下降，使弹簧产生压缩后，记录此时光滑锥面与激光位置传感器的垂直距离L0，焊接开始，弹簧的给定压缩量h0；（6）焊接过程中当光滑锥面与激光位置传感器的垂直距离L发生变化时，记为δL=L0‑L；当轴肩沿着夹持柄下部的芯轴发生位移时，则此时轴肩或锥面相对于芯轴的位移变化量δh=δL/cos(α)=（L0‑L）/cos(α)；弹簧压缩量D=h0+δh，且与δL存在一一对应关系，名义压缩量的导数即为δh的导数，当名义压缩量和及其导数为正时，减小焊接速度；当名义压缩量和导数均为负时，提升搅拌头并增加焊接速度；名义压缩量正、导数为负或当名义压缩量为负、导数为正时，保持焊接速度不变；当名义压缩量为零，保持焊接速度不变；（7）当搅拌摩擦头相对被焊材料到达预定焊缝尾部时，焊接结束；所述焊接工具包括夹持柄（1）、弹簧（2）、中间件（3）、圆柱销（4）、轴肩（5）、顶针（6）、光滑锥面（7）、激光位置传感器（8），所述夹持柄（1）包括弹簧定位槽 （1‑1）、定位孔（1‑2）和预留螺孔（1‑3），定位孔（1‑2）直径略大于圆柱销（4）的直径；所述弹簧（2）的直径与弹簧定位槽 （1‑1）的直径相同，且所述弹簧（2）的直径略大于中间件（3）上端外径；所述中间件（3）包括中心通孔（3‑1）、对称连接孔（3‑2），所述中心通孔（3‑1）的直径略大于所述夹持柄（1）的底部直径；所述轴肩（5）包括中心孔（5‑1）、定位槽（5‑2）和带针轴肩（5‑3）；所述中心孔（5‑1）的直径与所述中间件（3）的中心通孔（3‑1）的直径相同，所述带针轴肩（5‑3）与所述中间件（3）的对称连接孔（3‑2）的位置相对应，所述带针轴肩（5‑3）通过螺钉螺纹孔与所述中间件（3）紧密固定在一起；所述圆柱销（4）的直径略小于定位孔（1‑2）的直径，所述圆柱销（4）的长度略小于所述轴肩（5）的定位槽（5‑2）的直径；所述夹持柄（1）的下部分为芯轴，所述夹持柄（1）与所述芯轴为一体的，所述弹簧（2）穿进光滑锥面（7），所述弹簧（2）与所述光滑锥面（7）同心后，一起处于所述中间件（3）与所述夹持柄（1）之间，所述轴肩（5）与所述中间件（3）通过螺栓连接，所述圆柱销（4）横向穿过芯轴上的定位孔（1‑2）后，与所述轴肩（5）上的定位槽（5‑2）配合。