[發明專利]攪拌工具的尺寸確定方法、裝置、設備及可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202011258629.8
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112372133B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 張穎川;金煒;劉秀川;代鵬;王敬水;黃磊杰;張雙;李鵬昊;孫璐;馬明陽;馬國棟;王任俠;馬強;曹陽
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京縱橫機電科技有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司機車車輛研究所;鐵科縱橫(天津)科技發展有限公司
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力;韓嫚嫚

本發明為一種攪拌工具的尺寸確定方法、裝置、設備及可讀存儲介質，該攪拌工具的尺寸確定方法包括：確定待焊工件的厚度，以及針對不同材質的攪拌工具，獲得所述攪拌工具在焊接時的結構尺寸數據；根據所述攪拌工具的結構尺寸數據、以及所述待焊工件的厚度，進行曲線擬合，將擬合得到的曲線方程作為所述攪拌工具的工程模型；根據符合雙軸肩攪拌摩擦焊的熱輸入理論的所述攪拌工具的結構尺寸，獲得與所述工程模型相符的所述攪拌工具的實際結構尺寸數據，以確定所述攪拌工具的結構。本發明解決了如何能夠針對特定厚度的待焊工件快速、高效地設計出攪拌工具的主要尺寸參數的技術問題。

技術領域

本發明是關于一種焊接技術領域，進一步的，涉及一種攪拌工具的尺寸確定方法、裝置、設備及可讀存儲介質，尤其涉及一種雙軸肩攪拌摩擦焊用攪拌工具的尺寸確定方法、裝置、設備及可讀存儲介質。

背景技術

攪拌摩擦焊是一種固相焊接工藝。焊接過程中，攪拌頭旋轉插入待焊工件的同時，沿焊接方向移動。在物理摩擦的作用下，攪拌頭使得附近的材料熱塑化，并將焊接區的材料混合，最終形成致密的固相連接。

傳統的單軸肩攪拌摩擦焊過程中，軸向壓緊力是保證焊接質量的關鍵參數。因此，在焊接位置的背面提供有效的剛性支撐是實現良好焊接的必要條件。然而，對于封閉結構、中空結構等復雜結構而言，當無法提供剛性支撐時，單軸肩攪拌摩擦焊基本無法正常實施。對于雙軸肩攪拌摩擦焊而言，在攪拌工具的結構中增設下軸肩，取代了單軸肩攪拌摩擦焊所需的背部剛性支撐，在無需軸向壓緊力的條件下，即可實現中空復雜結構的攪拌摩擦焊。因此，雙軸肩攪拌摩擦焊具有廣闊的應用前景。

雙軸肩攪拌摩擦焊的攪拌工具由上軸肩、攪拌針、下軸肩三個主要部分構成，其主要結構參數包括上軸肩直徑、下軸肩直徑、攪拌針直徑、軸肩間距等。針對特定厚度的待焊工件，如何能夠快速、高效地設計出焊接工具的主要結構參數，減少工具設計的迭代次數、降低開發成本、保證焊接質量，是雙軸肩攪拌摩擦焊工藝研發過程中亟待解決的重點問題。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種攪拌工具的尺寸確定方法、裝置、設備及可讀存儲介質，以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種攪拌工具的尺寸確定方法、裝置、設備及可讀存儲介質，可根據待焊工件的厚度，在攪拌工具的設計階段預先計算出攪拌工具各主要結構的尺寸參數，簡單高效，有效降低設計人員的勞動強度，減少攪拌工具設計的迭代次數，從而減少工具的開發周期，降低開發成本。

本發明的目的可采用下列技術方案來實現：

本發明提供了一種攪拌工具的尺寸確定方法，包括如下步驟：

確定待焊工件的厚度，以及針對不同材質的攪拌工具，獲得所述攪拌工具在焊接時的結構尺寸數據；

根據所述攪拌工具的結構尺寸數據、以及所述待焊工件的厚度，進行曲線擬合，將擬合得到的曲線方程作為所述攪拌工具的工程模型；

根據符合雙軸肩攪拌摩擦焊的熱輸入理論的所述攪拌工具的結構尺寸數據，獲得與所述工程模型相符的所述攪拌工具的實際結構尺寸數據，以確定所述攪拌工具的結構。

在本發明的一較佳實施方式中，根據所述攪拌工具的結構尺寸數據、以及所述待焊工件的厚度，進行曲線擬合，包括：

根據所述雙軸肩攪拌摩擦焊的熱輸入理論，獲得所述攪拌工具在焊接時的理論結構特征數據；

根據所述理論結構特征數據、以及所述待焊工件的厚度，進行曲線擬合，以得到所述攪拌工具的擬合曲線圖。

在本發明的一較佳實施方式中，根據所述擬合曲線圖，獲得所述攪拌工具的工程模型為S₁＝a×d+b；

其中：S₁為擬合結構特征數據；d為所述待焊工件的厚度；a和b分別為根據所述擬合曲線圖確定的第一擬合系數和第二擬合系數。