[發明專利]摩擦焊接軸向變形量精度控制工藝

有效

• 申請號: 201811249413.8
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109483041B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 張春波;周軍;趙玉珊;烏彥全;梁武;林躍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱焊接研究院有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及摩擦焊接軸向變形量精度控制工藝，包括轉轉工件1、移動工件2、主軸系統3.1、旋轉件夾具3.2、移動滑臺系統4.1、移動件夾具4.2、焊接加載機構5、床身10.1、導軌移動副10.2、動力驅動系統11、液壓系統及連接管路12、扭矩傳感器6、位移傳感器7、壓力傳感器8和摩擦焊接控制系統9。基于摩擦扭矩躍變/軸向焊接壓力躍變判定條件，解決焊接準備過程中工件軸向尺寸精度自動測量問題、以及對旋轉工件和移動工件在焊接過程中產生的間距進行精確補償問題，實現摩擦焊接軸向縮短量的精確控制，提高軸向摩擦焊接工件軸向尺寸精度摩擦焊接產品的質量。

技術領域

本發明涉及摩擦焊接軸向變形量精度控制工藝。

背景技術

連續驅動摩擦焊和慣性摩擦焊作為兩種典型的摩擦焊接工藝方法，具有優質、高效、綠色、節能、適用于異質材料連接等技術優勢，廣泛應用于航空航天、汽車、工程機械、化工、電力電子等工程領域。在摩擦焊接過程中，被焊工件在軸向焊接壓力作用下相互摩擦運動產生焊接熱量，焊接界面的高溫塑性金屬在焊接壓力作用下被擠壓出焊接界面形成焊接飛邊，使被焊工件軸向長度縮短，軸向變形量即被焊工件軸向縮短量。在工程應用中，很多采用摩擦焊接工藝方法作為加工制造技術的工程零部件，對工件的軸向長度精度具有較高的技術要求。因此，在保證焊接工件焊前機加工精度的前提下，要求嚴格控制摩擦焊接軸向變形量精度，進而保證工件焊后長度精度滿足設計指標要求。摩擦焊接軸向焊接變形量精度受諸多因素影響，包括焊接設備機械精度、工裝夾具精度、工件材料及熱處理制度的穩定性、液壓系統慣量、工藝參數的波動性、控制方法及水平等，尤其是控制方法及水平與摩擦焊接裝備整體制造水平不匹配，使得摩擦焊接軸向變形量精度保證困難。因此，開展摩擦焊接軸向變形量精度控制工藝研究，對提升摩擦焊接裝備制造水平具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是開發一種摩擦焊接軸向變形量精度控制工藝，精確控制摩擦焊接軸向變形量，提高摩擦焊接產品質量。本發明采用如下的技術方案：一種摩擦焊接軸向變形量精度控制工藝：

(1)旋轉工件1和移動工件2軸向尺寸精度自動測量：將標準尺寸的旋轉工件1和移動工件2的軸向尺寸輸入到摩擦焊接控制系統9內，標準尺寸的旋轉工件1裝夾在旋轉件夾具3.2，移動工件2裝夾移動件夾具4.2內，焊接加載機構5推動移動滑臺系統4.1、移動件夾具4.2及移動工件2向旋轉工件1的方向行走，直至旋轉工件1和移動工件2緊密接觸，位移傳感器7記錄旋轉工件1和移動工件2緊密接觸后的位置數據，并將位置數據傳送給摩擦焊接控制系統9，控制系統按如下公式對兩個標準尺寸工件的軸向長度數據進行處理：

L_S＝L₁+L₂-D₁-D₂

L_S：標準尺寸的旋轉工件1和移動工件2裝夾到旋轉夾具3.2和移動夾具4.2后測得的軸向尺寸數據

L₁：標準尺寸的旋轉工件1的軸向長度

L₂：標準尺寸的移動工件2的軸向長度

D₁：旋轉件夾具3.2深度

D₂：移動件夾具4.2深度

L_S作為標準對比數據存儲在摩擦焊接控制系統9內的某一存儲區，存儲區定義為B_S；將待焊的旋轉工件1裝夾在旋轉件夾具3.2內夾緊，將移動工件2裝夾在和移動件夾具4.2內夾緊；液壓系統及連接管路12向焊接加載機構5供油，焊接加載機構5推動移動滑臺系統4.1、移動件夾具4.2及移動工件2向旋轉工件1的方向行走，直至旋轉工件1和移動工件2緊密接觸；在移動滑臺系統行走的同時，位移傳感器7記錄移動滑臺系統4.1行走的位移數據，并將該數據傳送給摩擦焊接控制系統9，控制系統按如下公式對兩個標準尺寸工件的軸向長度數據進行處理：