[發明專利]基于焊縫溫度及飛濺檢測的摩擦焊控制與質量評價方法

有效

• 申請號: 202111324951.0
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN113857648B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 付揚帆;李忠盛;吳護林;陳大軍;張隆平;代野;戴明輝;江波;吳廈
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26;B23K31/12
• 代理公司: 重慶晶智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 50229
• 代理人: 施永卿

本發明提供一種基于焊縫溫度及飛濺檢測的摩擦焊控制與質量評價方法，包括a、設備安裝；b、啟動摩擦焊接過程；c、焊接過程質量控制；d、焊后質量評價。其中，焊后質量評價通過進行飛濺物重量比較、飛濺尺寸比較與溫度曲線比較，綜合重量、飛濺尺寸與溫度曲線評價焊接質量。該方法采用包括焊機平臺（10）、焊機旋轉端（20）、焊機移動端（30）、油壓站（40）、飛濺檢測裝置（50）、紅外熱像儀（60）、工業計算機（70）及焊機控制系統（80）的摩擦焊接控制系統。該方法在焊接過程中與焊后對焊接質量進行評價并可控制焊接過程，評價信息全面、準確性高，有效節省焊接時間、提高生產效率、降低生產成本。

技術領域

本發明涉及摩擦焊接技術領域，具體涉及一種基于焊縫溫度及飛濺檢測的摩擦焊控制與質量評價方法。

背景技術

摩擦焊通常是兩個被焊工件在一定的摩擦壓力下相互轉動摩擦，產生摩擦熱，摩擦熱使兩個被焊工件的接觸摩擦面上形成塑化區域，在該塑化區域中，兩個材料被塑化、混合，通過頂鍛然后冷卻以便形成摩擦焊接頭；在摩擦焊接工藝中，摩擦熱源來自于金屬面上的高速摩擦的塑性變形層，其通過機械能轉化為熱能，使得焊接區加熱達到塑化狀態；在一定條件下，摩擦熱能與摩擦壓力、轉速、時間以及摩擦面大小有關。

現有技術的摩擦焊接工藝中，無法實時檢測分析焊接效果并適時調整摩擦壓力，且通常在摩擦焊接完成之后摩擦焊接頭進行測試，從而評價焊接質量。現有技術存在如下問題：一是難以做到在焊接過程中根據階段焊接效果實時修正焊接參數，焊接過程可控性不高；二是焊接質量差的摩擦焊接頭需要重新焊接、甚至無法重新焊接(即直接做報廢處理)，極大的浪費生產成本；三是經過焊接-檢測-重新焊接的工序，拉長焊接時間、降低摩擦焊接的效率，不利于工業化生產；四是無法對焊接過程中的工藝進行評價、無法改進焊接工藝，從而無法全面的對焊接質量因素進行綜合評價。

發明內容

針對以上現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于焊縫溫度及飛濺檢測的摩擦焊控制與質量評價方法，該方法在焊接過程中對焊接質量進行評價，評價信息全面、準確性高，同時確保能夠焊接過程中進行調整，保證焊接質量、減少重焊次數與報廢品數量，從而節省焊接時間、提高生產效率、降低生產成本。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種基于焊縫溫度及飛濺檢測的摩擦焊控制與質量評價方法，其特征在于：采用摩擦焊接控制系統進行摩擦焊接，所述摩擦焊接控制系統包括焊機平臺、焊機旋轉端、焊機移動端、油壓站、飛濺檢測裝置、紅外熱像儀、工業計算機以及焊機控制系統；所述焊機旋轉端與焊機移動端相對設置在所述焊機平臺上且焊機旋轉端通過旋轉端主軸控制、焊機移動端通過移動端主軸控制；所述油壓站控制移動端主軸運動、焊機旋轉端及焊機移動端工件夾持；所述飛濺檢測裝置為拆合式結構、其由兩個半圓弧式檢測組件組成，所述半圓弧式檢測組件內壁均布高靈敏度的沖擊力傳感器且所述半圓弧式檢測組件中心位置開設一預制孔，位于所述預制孔處的沖擊力傳感器對應預制孔設置一小孔(即保證沖擊力傳感器不遮擋預制孔)；所述預制孔螺紋連接一套管，所述套管一端貫穿所述小孔且端部固定設置一玻璃片、套管另一端與所述工業計算機連接，所述紅外攝像儀測試端設置在所述套管遠離工業計算機的一端、另一端通過套管內部與所述工業計算機連接；所述工業計算機與所述焊接控制系統連接，所述焊接控制系統分別與所述焊機旋轉端、焊機移動端、油壓站連接；

所述控制與質量評價方法具體為：

a、設備安裝：首先采用焊機旋轉端夾持第一焊件、采用焊機移動端夾持第二焊件，然后控制移動端主軸帶動焊機移動端向靠近焊機旋轉端方向移動，待第二焊件與第一焊件待焊接面接觸時，控制移動端主軸帶動焊機移動端后退(即向遠離焊機旋轉端方向)一段距離，停止移動端主軸運動；然后將兩個半圓弧式檢測組件合并裝配在第一焊件與第二焊件的待焊接面外圍，并保證飛濺檢測裝置與待焊接面的中軸線共線；