[發(fā)明專利]摩擦疊焊應(yīng)力溫度測量系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910209588.0
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN102049607A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦向東;高輝;周燦豐;陳家慶;張艷清;占宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京石油化工學(xué)院
• 主分類號(hào): B23K20/12
• 分類號(hào): B23K20/12;B23K20/26;G01K7/04
• 代理公司: 小松專利事務(wù)所 11132
• 代理人: 陳祚齡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明所涉及的是一種測量摩擦疊焊應(yīng)力溫度的系統(tǒng)，尤其是可實(shí)現(xiàn)摩擦疊焊時(shí)對(duì)摩擦焊件中特定點(diǎn)的溫度測量，并通過數(shù)據(jù)采集器傳輸給PC機(jī)的摩擦疊焊應(yīng)力溫度測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在摩擦疊焊研究過程中，焊合面的溫度及其分布對(duì)于了解摩擦焊接過程，研究摩擦產(chǎn)熱機(jī)制與傳導(dǎo)，建立高溫金屬的塑性變形與流動(dòng)規(guī)律，探討焊接過程中的傳質(zhì)模型，特別對(duì)于闡明摩擦焊接時(shí)接頭組織的變化規(guī)律具有重要意義，另外，由于摩擦焊接過程中，旋轉(zhuǎn)工件的高速旋轉(zhuǎn)、摩擦界面的不可見性、摩擦界面及其近區(qū)金屬的劇烈塑性變形及產(chǎn)生的飛邊與軸向縮短都給摩擦焊接溫度的實(shí)時(shí)檢測帶來了很大困難。同時(shí)，由于焊接過程的復(fù)雜性，對(duì)焊接界面溫度進(jìn)行理論計(jì)算亦是十分困難的。盡管人們經(jīng)過不懈努力，通過各種實(shí)驗(yàn)測定與數(shù)值計(jì)算已對(duì)摩擦焊接頭軸向溫度規(guī)律有了較明確的認(rèn)識(shí)，但對(duì)摩擦界面處的溫度及其沿徑向分布規(guī)律仍未得到滿意的結(jié)果。因此，設(shè)計(jì)一種全新的摩擦疊焊應(yīng)力溫度測量系統(tǒng)是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)背景技術(shù)所述，本發(fā)明的目的在于提供一種用于轉(zhuǎn)速高達(dá)5000轉(zhuǎn)/分鐘的摩擦疊焊裝置，通過熱電偶測量疊焊工件中任一點(diǎn)的溫度，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集器的數(shù)值轉(zhuǎn)換與處理并將其送往PC機(jī)，而應(yīng)變片的變化情況則經(jīng)數(shù)據(jù)采集器處理也被送到PC機(jī)中，操作者可以通過PC機(jī)的顯示對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與實(shí)時(shí)仿真的用于測量摩擦疊焊應(yīng)力溫度的系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于測量摩擦疊焊應(yīng)力溫度的系統(tǒng)，其主要由數(shù)據(jù)采集器(1)、熱電偶(2)、PC機(jī)(3)以及箔式應(yīng)變片(4)四部分構(gòu)成。該系統(tǒng)中各部分相互關(guān)系是：本系統(tǒng)裝置主要是采用半自然熱電偶測溫法，主要是當(dāng)進(jìn)行摩擦疊焊時(shí)，在焊件特定部位通過鉆孔方法埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶(2)接點(diǎn)進(jìn)行測溫，從而能夠測量出焊件上某些特定點(diǎn)的溫度及其變化情況，并將所測量的特定點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)換成模擬電壓值傳輸給數(shù)據(jù)采集器(2)的溫度傳感器，數(shù)據(jù)采集器(1)將溫度傳感器接收來的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值并通過RS-232串行口傳輸給PC機(jī)(3)，然后PC機(jī)(3)將接收到的數(shù)字電壓值進(jìn)行分析與處理，而箔式應(yīng)變片(4)的變化情況則經(jīng)數(shù)據(jù)采集器處理也被送到PC機(jī)(3)中，操作者可通過PC機(jī)(3)顯示的數(shù)字電壓值對(duì)摩擦疊焊裝置進(jìn)行合理的控制。而本摩擦疊焊裝置在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)速高達(dá)4000r/min，焊接工件能在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高的溫度，無疑這對(duì)溫度的測量與控制是很困難的，而通過本系統(tǒng)中的熱電偶(2)對(duì)焊接工件的任意一點(diǎn)進(jìn)行測量，并且通過數(shù)據(jù)采集器(2)對(duì)采集溫度數(shù)據(jù)的處理與轉(zhuǎn)化，將其轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)送入PC機(jī)(3)中。

由于采用了上述技術(shù)方案件，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：

1、本發(fā)明采用的是應(yīng)力溫度測量系統(tǒng)，能夠在摩擦設(shè)備高達(dá)4000r/min的轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生的高溫環(huán)境下進(jìn)行溫度測量。

2、本發(fā)明測量準(zhǔn)確度高，與材料無關(guān)并且可測量焊接工件中任何一點(diǎn)的溫度。

3、本發(fā)明可以通過PC機(jī)可以清楚的觀察到摩擦疊焊時(shí)焊接工件的溫度變化以及工件的狀態(tài)。

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

附圖說明

圖1為本發(fā)明的組成示意圖

具體實(shí)施方式

由圖1所示，一種用于測量摩擦疊焊應(yīng)力溫度的系統(tǒng)，其主要由數(shù)據(jù)采集器1、熱電偶2、PC機(jī)3以及箔式應(yīng)變片4四部分構(gòu)成。該系統(tǒng)中各部分相互關(guān)系是：本系統(tǒng)裝置主要是采用半自然熱電偶測溫法，主要是當(dāng)進(jìn)行摩擦疊焊時(shí)，在焊件特定部位通過鉆孔方法埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶2接點(diǎn)進(jìn)行測溫，從而能夠測量出焊件上某些特定點(diǎn)的溫度及其變化情況，并將所測量的特定點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)換成模擬電壓值傳輸給數(shù)據(jù)采集器2的溫度傳感器，數(shù)據(jù)采集器1將溫度傳感器接收來的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值并通過RS-232串行口傳輸給PC機(jī)3，然后PC機(jī)3將接收到的數(shù)字電壓值進(jìn)行分析與處理，而箔式應(yīng)變片4的變化情況則經(jīng)數(shù)據(jù)采集器處理也被送到PC機(jī)3中，操作者可通過PC機(jī)3顯示的數(shù)字電壓值對(duì)摩擦疊焊裝置進(jìn)行合理的控制。