[發明專利]一種用于圓筒結構內壁缺陷修復的方法

有效

• 申請號: 201910675271.X
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110369858B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 呂贊;姬書得;岳玉梅;劉震磊;楊康;孟祥晨
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 尚云飛

一種用于圓筒結構內壁缺陷修復的方法，屬于攪拌摩擦焊修復技術領域。所述用于圓筒結構內壁缺陷修復的攪拌摩擦裝置，包括可伸縮主軸、第一可伸縮副軸、第二可伸縮副軸和壓力控制系統，第一可伸縮副軸和第二可伸縮副軸對稱設置在可伸縮主軸的兩側，所述第一可伸縮副軸的端部與第一攪拌頭或者第二攪拌頭連接，所述第二可伸縮副軸的端部與支撐輪或者第二攪拌頭連接，壓力控制系統包括上位機、設置在第一可伸縮副軸上的第一壓力傳感器和設置在第二可伸縮副軸上的第二壓力傳感器。所述用于圓筒結構內壁缺陷修復的方法，實現修復過程穩定、修復后材料組織均勻，保證了修復的完整性，提高了修復質量。

技術領域

本發明涉及攪拌摩擦焊修復技術領域，特別涉及一種用于圓筒結構內壁缺陷修復的方法。

背景技術

攪拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)由英國焊接研究所于1991年提出，是一種新型固相焊接技術，具有工作效率高、節能、無污染、焊接變形小、焊縫質量高等優點，在航空航天、汽車、船舶、電子等領域有著廣泛的應用。利用基于固相焊接的攪拌摩擦焊修復金屬構件缺陷可以避免與熔化焊相關的裂紋、氣孔等產生，并有效提高修復后構件的力學性能，這種技術現在越來越多的被用于金屬構件的修復當中。

專利CN201710057732.8和CN201010531877.5公開了修復長體積缺陷方法和電弧預熱攪拌摩擦塞補焊方法均集中在平面板材結構或構件的外表面修復，但現有技術不適用于工件內部及弧面等結構，尤其不能對圓筒結構的內壁缺陷進行修復，因此，急需一種能對圓筒結構內壁缺陷修復的攪拌摩擦修復裝置。

發明內容

為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種用于圓筒結構內壁缺陷修復的方法，實現修復過程穩定、修復后材料組織均勻，保證了修復的完整性，提高了修復質量。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種用于圓筒結構內壁缺陷修復的攪拌摩擦裝置，安裝在攪拌焊設備或機器人上，其包括可伸縮主軸、第一可伸縮副軸、第二可伸縮副軸和壓力控制系統；

所述第一可伸縮副軸和第二可伸縮副軸對稱設置在可伸縮主軸的兩側，所述第一可伸縮副軸的端部與第一攪拌頭或者第二攪拌頭連接，所述第二可伸縮副軸的端部與支撐輪或者第二攪拌頭連接；

所述壓力控制系統包括上位機、設置在第一可伸縮副軸上的第一壓力傳感器和設置在第二可伸縮副軸上的第二壓力傳感器，上位機根據第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的壓力信號控制第一可伸縮副軸和第二可伸縮副軸的伸縮。

上述技術方案中，可伸縮主軸固定在攪拌焊設備或機器人上，第一可伸縮副軸和第二可伸縮副軸沿可伸縮主軸的外周對稱布置。第一壓力傳感器用于檢測第一可伸縮副軸的軸向壓力，第二壓力傳感器用于檢測第二可伸縮副軸的軸向壓力，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器均與上位機連接，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器將測量的壓力數據傳遞至上位機，上位機控制第一可伸縮副軸和第二可伸縮副軸伸長或縮短。

進一步的，所述第一可伸縮副軸的端部與第一攪拌頭連接時，所述第二可伸縮副軸的端部與支撐輪連接；所述第一可伸縮副軸的端部與第二攪拌頭連接時，所述第二可伸縮副軸的端部與第二攪拌頭連接。

上述技術方案中，第一可伸縮副軸的端部與第一攪拌頭連接，第二可伸縮副軸的端部與支撐輪連接，支撐輪可繞輪自身軸線自由旋轉，支撐輪尺寸和結構強度依據具體待修復圓筒結構確定，可拆除更換，用于使第一攪拌頭完成長條形金屬與圓筒結構的攪拌摩擦焊；第一可伸縮副軸的端部與第二攪拌頭連接，第二可伸縮副軸的端部與第二攪拌頭連接，兩個第二攪拌頭都用于修復第一攪拌頭的攪拌針留下的匙孔并減小第一次修復的殘余應力，使晶粒細化、組織均勻。

進一步的，所述第一可伸縮副軸的端部與第一攪拌頭通過旋轉軸連接，所述旋轉軸設置有電機，所述電機與上位機連接。