[發明專利]攪拌摩擦焊接中避免焊接過程中斷，特別是摩擦銷斷裂的裝置及方法

有效

• 申請號: 201980017413.1
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN111819022B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 馬庫斯·魏格爾
• 申請（專利權）人: 格林策巴赫機械制造有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 劉鳳香

本發明涉及一種在攪拌摩擦焊接中避免焊接過程中斷的裝置和方法，其中該裝置具有：至少三個條形傳感器，在楔形工具圓頂帽的長側上，三者以互相成120度角取向，其中該工具圓頂帽借助工具容納錐部和焊接蹄片引導焊接銷，且該傳感器配置成確定力、壓力和行程；工具容納錐部的下部區域中的錐形評估裝置，用來容納用于感測焊接銷上軸向力、轉矩和彎矩的傳感器；焊接銷的壓電垂直調節裝置；激光測量傳感器在焊接蹄片的區域中的安置，其導向性越過銷尖端的通路區域中的圓孔，其中空氣傳導聲傳感器與激光測量傳感器對置地安置，且提供焊接蹄片溫度傳感器；傳感器信號放大器，其具有動轉天線，用于接收、放大和傳送感測的所有測量值，其中靜止天線將這些測量值傳送到機器控制器；電感電源系統，其從移動二次繞組和靜態一次繞組對測量系統供電。

技術領域

本發明與攪拌摩擦焊接有關。

背景技術

在上世紀90年代初期，開發了攪拌摩擦焊接。同時，攪拌摩擦焊接尤其正在很多任務業領域中成功地用于鋁合金的焊接。

當前，應用范圍從單件及小批量到較大批量。除突出的焊縫質量外，促使商業成功的其他因素是再現程度高且沒什么準備工作和花費在修整。在攪拌摩擦焊接中，借助與旋轉的工具之間的摩擦在待連接的材料的接合區域中產生摩擦熱，同時使所述旋轉的工具平移且對其施加壓力。所述工具沿所述接合區域移動且攪拌正互相對接著的待連接材料的接縫內部的塑化材料。所施加的壓力將塑化材料壓在一起。在所形成的焊縫的端處，工具從連接區域撤出，且所述焊縫可立即承載。

關于現有技術，請參考本申請人發明的DE 10 2014 005 315 B3。

其所述涉及一種在攪拌摩擦焊接操作期間用于檢測焊接銷尖端處的機械力的方法和裝置，而且還涉及一種計算機程序及一種具有執行所述方法的程序的機器可讀載體。

那提供的發明基于的目的是，在攪拌摩擦焊接期間優化焊接操作，使得即使在3D應用中，仍可精確地檢測決策過程參數，諸如，發生的工具軸向力、發生的扭矩及焊接銷尖端的溫度。

根據下列特征，為實現所述目的，要緊的是對在攪拌摩擦焊接操作期間用于檢測焊接銷尖端處的機械力的裝置進行優化，使得決策過程參數：

a)工具圓頂帽(9)的縱向側上的條形傳感器(3)，借助工具容納錐部(14)和焊接蹄片(1)，經由銷軸(13)，所述工具圓頂帽(9)握持焊接銷銷(12)，所述傳感器(3)設計成用于確定力、壓力或行程且被安裝于所述工具圓頂帽(9)與焊接過程的流程方向相反的一側上，

b)工具容納錐部(14)的寬區域中的錐部縮頸(20)，所述錐部縮頸(20)用來容納用于檢測焊接銷銷(12)處的軸向力、轉矩和彎矩的傳感器(18)，

c)工具容納錐部(14)的前部區域中的另外縮頸，所述另外縮頸在圓周上具有至少三個以120度的間隔分布的傳感器(24)且在銷軸(13)的縱軸線上具有壓電力測量傳感器(25)，

d)傳感器信號放大器，所述傳感器信號放大器具有動轉天線(19)，用于接收、放大以及傳送所檢測的所有測量值，靜止天線(17)將這些測量值傳送到機器控制器，

e)電感電源系統，用于從移動的二次繞組(22)和固定的一次繞組(23)對測量系統供電。

然而，在鑄造材料的情形之中，在攪拌摩擦焊接的系統操作期間，摩擦銷的斷裂可緣于例如因于硬度的改變導致焊接組件內的材料中的局部變化而發生。

發明內容

因此，本發明基于確保攪拌摩擦焊接系統商業化操作且在焊接過程中避免摩擦銷斷裂的目的。

所述目的被達成所通過特征是在本發明下列特征中

一種在攪拌摩擦焊接中避免焊接過程中斷，特別是摩擦銷斷裂的裝置，具有下列特征：