[發明專利]摩擦疊焊應力溫度測量系統

無效

• 申請號: 200910209588.0
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN102049607A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 焦向東;高輝;周燦豐;陳家慶;張艷清;占宏偉
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26;G01K7/04
• 代理公司: 小松專利事務所 11132
• 代理人: 陳祚齡

技術領域

本發明所涉及的是一種測量摩擦疊焊應力溫度的系統，尤其是可實現摩擦疊焊時對摩擦焊件中特定點的溫度測量，并通過數據采集器傳輸給PC機的摩擦疊焊應力溫度測量系統。

背景技術

在摩擦疊焊研究過程中，焊合面的溫度及其分布對于了解摩擦焊接過程，研究摩擦產熱機制與傳導，建立高溫金屬的塑性變形與流動規律，探討焊接過程中的傳質模型，特別對于闡明摩擦焊接時接頭組織的變化規律具有重要意義，另外，由于摩擦焊接過程中，旋轉工件的高速旋轉、摩擦界面的不可見性、摩擦界面及其近區金屬的劇烈塑性變形及產生的飛邊與軸向縮短都給摩擦焊接溫度的實時檢測帶來了很大困難。同時，由于焊接過程的復雜性，對焊接界面溫度進行理論計算亦是十分困難的。盡管人們經過不懈努力，通過各種實驗測定與數值計算已對摩擦焊接頭軸向溫度規律有了較明確的認識，但對摩擦界面處的溫度及其沿徑向分布規律仍未得到滿意的結果。因此，設計一種全新的摩擦疊焊應力溫度測量系統是十分必要的。

發明內容

根據背景技術所述，本發明的目的在于提供一種用于轉速高達5000轉/分鐘的摩擦疊焊裝置，通過熱電偶測量疊焊工件中任一點的溫度，經過數據采集器的數值轉換與處理并將其送往PC機，而應變片的變化情況則經數據采集器處理也被送到PC機中，操作者可以通過PC機的顯示對數據進行分析與實時仿真的用于測量摩擦疊焊應力溫度的系統。

為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用于測量摩擦疊焊應力溫度的系統，其主要由數據采集器(1)、熱電偶(2)、PC機(3)以及箔式應變片(4)四部分構成。該系統中各部分相互關系是：本系統裝置主要是采用半自然熱電偶測溫法，主要是當進行摩擦疊焊時，在焊件特定部位通過鉆孔方法埋設標準熱電偶(2)接點進行測溫，從而能夠測量出焊件上某些特定點的溫度及其變化情況，并將所測量的特定點的溫度轉換成模擬電壓值傳輸給數據采集器(2)的溫度傳感器，數據采集器(1)將溫度傳感器接收來的溫度信號轉換為數字電壓值并通過RS-232串行口傳輸給PC機(3)，然后PC機(3)將接收到的數字電壓值進行分析與處理，而箔式應變片(4)的變化情況則經數據采集器處理也被送到PC機(3)中，操作者可通過PC機(3)顯示的數字電壓值對摩擦疊焊裝置進行合理的控制。而本摩擦疊焊裝置在進行實驗時，轉速高達4000r/min，焊接工件能在很短的時間內達到很高的溫度，無疑這對溫度的測量與控制是很困難的，而通過本系統中的熱電偶(2)對焊接工件的任意一點進行測量，并且通過數據采集器(2)對采集溫度數據的處理與轉化，將其轉化的數字信號送入PC機(3)中。

由于采用了上述技術方案件，本發明具有如下優點和效果：

1、本發明采用的是應力溫度測量系統，能夠在摩擦設備高達4000r/min的轉速所產生的高溫環境下進行溫度測量。

2、本發明測量準確度高，與材料無關并且可測量焊接工件中任何一點的溫度。

3、本發明可以通過PC機可以清楚的觀察到摩擦疊焊時焊接工件的溫度變化以及工件的狀態。

4、本發明采用了箔式應變片，散熱條件好、允許電流大、橫向效應小、疲勞壽命長、生產過程簡單，較為適合于高速摩擦焊。

附圖說明

圖1為本發明的組成示意圖

具體實施方式

由圖1所示，一種用于測量摩擦疊焊應力溫度的系統，其主要由數據采集器1、熱電偶2、PC機3以及箔式應變片4四部分構成。該系統中各部分相互關系是：本系統裝置主要是采用半自然熱電偶測溫法，主要是當進行摩擦疊焊時，在焊件特定部位通過鉆孔方法埋設標準熱電偶2接點進行測溫，從而能夠測量出焊件上某些特定點的溫度及其變化情況，并將所測量的特定點的溫度轉換成模擬電壓值傳輸給數據采集器2的溫度傳感器，數據采集器1將溫度傳感器接收來的溫度信號轉換為數字電壓值并通過RS-232串行口傳輸給PC機3，然后PC機3將接收到的數字電壓值進行分析與處理，而箔式應變片4的變化情況則經數據采集器處理也被送到PC機3中，操作者可通過PC機3顯示的數字電壓值對摩擦疊焊裝置進行合理的控制。