[發明專利]一種平面焊縫修整及檢測裝置與方法

有效

• 申請號: 202011401679.7
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112589256B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 王一;范翼飛;林鵬;黃色賢;李力;蔡光民;金雨茜;鄒敏;頡平平;宮玉龍;李浩;張曉鴻;唐瑜;何昆宇;楊康;李興;汪鵬舉
• 申請（專利權）人: 四川航天長征裝備制造有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 成都天既明專利代理事務所(特殊普通合伙) 51259
• 代理人: 李欽;杜雁春

一種平面焊縫修整及檢測裝置，包括夾座、激光測距頭、扁鏟機構、耦合液涂刷、相控陣導輪；夾座與攪拌摩擦焊接設備上攪拌針裝夾機構的主軸連接；激光測距頭安裝于夾座前端，激光測距頭與攪拌針裝夾機構的控制器通訊連接用于發出激光測量焊縫的高度數據并反饋給攪拌針裝夾機構的控制器；扁鏟機構安裝于夾座中部，扁鏟機構底部的扁鏟頭的水平高度低于激光測距頭；耦合液涂刷、相控陣導輪依次安裝于夾座后端且水平高度與扁鏟頭相同，耦合液涂刷與耦合液源連接，相控陣導輪與夾座外部的超聲檢測儀通信連接用于發射超聲波和監測反射波。本裝置通過扁鏟可以輕松去除平面焊縫的飛邊，直接在工裝上通過相控陣導輪收發超聲波信號來測量焊縫內部質量。

技術領域

本發明涉及用于攪拌摩擦焊縫處理，實現自動去除平面較長焊接飛邊，并具備檢測焊縫表面質量，提高攪拌摩擦焊接自動化程度及生產效率。

背景技術

焊接技術在加工制造領域非常重要，特別是體型較大結構比較復雜，傳統加工方法難以成形的零件，焊接成型方法具有得天獨厚的優勢。在眾多焊接技術中，攪拌摩擦焊以其固相連接，焊接接頭強度高，焊接過程綠色無污染獨特的優勢，正在越來越廣泛的應用在制造業中。

攪拌摩擦焊接技術是1991在英國焊接技術研究所(TWI)誕生的固相連接技術，其焊接過程無弧光、煙塵，無需氣體保護和金屬填充，是一種典型的新型綠色焊接技術。

攪拌摩擦焊技術在針對鋁合金焊接時表現出的獨到優勢，使得其在航空航天、汽車、船舶、軌道交通車輛等領域的各類鋁合金結構件制造方面得到了廣泛地應用。

攪拌摩擦焊是高速旋轉的攪拌頭扎入工件后沿焊接方向運動，在攪拌頭與工件接觸部位產生摩擦熱，使其周圍金屬形成塑性軟化層，軟化層金屬在攪拌頭旋轉作用下填充攪拌針后方所形成的空腔，并在攪拌頭軸肩與攪拌針的攪拌及擠壓作用下實現材料連接的固相焊接方法。但是目前該技術也包含一些不足：

1.在焊接過程會形成焊接飛邊?，F有技術通常是通過人工使用氣動扁鏟去除飛邊，耗時耗力。而且在去除飛邊過程中，人工操作氣動扁鏟時，由于扁鏟刃角控制難度較大，特別是稍有不慎便會傷到焊接母材，減薄了焊縫母材厚度降低了焊縫成形質量；攪拌摩擦焊接目前多用于高鐵車廂焊接和航天大型環縫焊接，單挑焊縫較長，用銑刀去除飛邊容易粘鋁削。

2.由于攪拌摩擦焊屬于新出現的焊接方法，對攪拌摩擦焊接的工藝方法還沒有研究透徹，而且在焊接過程中，可能由于工藝裕度較小，當焊接材料厚度發生變化或者下壓量發生時可能出現隧道孔未焊透等缺陷?，F有技術通常是待焊接完成后，將產品從工裝拆下使用X光檢測焊縫內部質量，消耗時間較長，也降低了攪拌摩擦焊接的生產效率；或者通過超聲波相控陣裝置檢測焊縫質量，現有技術中通過人工手持相控陣來進行檢測，手持過程中，相控陣與焊縫表面接觸的壓力不一樣會嚴重影響測量效果。

發明內容

基于以上問題，本發明的目的在于提供一種平面焊縫修整及檢測裝置，可在焊接完成后自動去除焊接過程中產生的飛邊，修整焊縫，并實現焊縫內部質量檢測。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案為：一種平面焊縫修整及檢測裝置，包括夾座、激光測距頭、扁鏟機構、耦合液涂刷、相控陣導輪；

所述夾座與攪拌摩擦焊接設備上攪拌針裝夾機構的主軸連接；

激光測距頭安裝于夾座前端，激光測距頭與攪拌針裝夾機構的控制器通訊連接用于發出激光測量焊縫的高度數據并反饋給攪拌針裝夾機構的控制器；

扁鏟機構安裝于夾座中部，扁鏟機構底部的扁鏟頭的水平高度低于激光測距頭；

所述耦合液涂刷、相控陣導輪依次安裝于夾座后端且水平高度與扁鏟頭相同，其中，耦合液涂刷與耦合液源連接，相控陣導輪與夾座外部的超聲檢測儀通信連接用于發射超聲波和監測反射波。

本發明還保護采用上述裝置進行平面焊縫修整及檢測的方法，包括以下步驟：