BR112020017658A2 - Dispositivo e método para evitar uma interrupção no processo de soldagem durante soldagem por agitação e atrito, em particular, quebra do pino de atrito - Google Patents
Dispositivo e método para evitar uma interrupção no processo de soldagem durante soldagem por agitação e atrito, em particular, quebra do pino de atrito Download PDFInfo
- Publication number
- BR112020017658A2 BR112020017658A2 BR112020017658-3A BR112020017658A BR112020017658A2 BR 112020017658 A2 BR112020017658 A2 BR 112020017658A2 BR 112020017658 A BR112020017658 A BR 112020017658A BR 112020017658 A2 BR112020017658 A2 BR 112020017658A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- welding
- pin
- sensor
- friction
- shoe
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/123—Controlling or monitoring the welding process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
- B23K20/1255—Tools therefor, e.g. characterised by the shape of the probe
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/18—Sheet panels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
dispositivo e método para evitar interrupção de soldagem, por agitação e atrito, quebra do pino de atrito, tendo: g) pelo menos três sensores em forma de tira , orientados a ângulo de 120 graus entre si, nos lados longitudinais de cúpula de ferramenta em forma de cunha, cúpula de ferramenta orienta pino de soldagem por meio de cone receptor de ferramenta e sapata de soldagem, e os sensores são projetados para determinar força, pressão e deslocamento; h) meio de avaliação cônico na região inferior do cone receptor de ferramenta, serve para receber sensor para detectar a força axial, torque e momento fletor no pino de soldagem; i) meio de ajuste vertical piezelétrico para pino de soldagem; j) disposição de sensor de medida a laser na região da sapata de soldagem, cujo efeito direcional passa por furo redondo na região de passagem da ponta de pino, sensor sonoro aerotransportado disposto oposto ao sensor de medida a laser, e sensor de temperatura de sapata de soldagem são providos; k) amplificador de sinal de sensor, tendo antena de rotor, para receber, amplificar e passar todos os valores medidos detectados, esses valores medidos são passados a controlador de máquina por antena estática; e l) sistema de fonte de energia indutiva para suprir sistema de medição de enrolamento secundário, móvel e de enrolamento primário, fixo.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO E MÉTODO PARA EVITAR UMA INTERRUPÇÃO NO
[0001] No início dos anos 90 do último século, a soldagem por agitação e atrito foi desenvolvida. Nesse meio tempo, a soldagem por agitação e atrito está sendo usada com sucesso, entre outras coisas, na soldagem de ligas de alumínio em muitas áreas industriais.
[0002] No presente caso, as aplicações variam de peças únicas e de pequenas bateladas a bateladas maiores. Além da qualidade excepcional da costura de solda, outros fatores, que contribuem para o sucesso comercial, são o alto grau de reprodutibilidade e o pouco trabalho de preparação e o baixo custo em acabamento. Na soldagem por agitação e atrito, o calor por atrito é gerado na região de união dos materiais a serem conectados entre si por meio do atrito entre uma ferramenta rotativa, que é, ao mesmo tempo, movimentada em movimento de translação e na qual uma pressão é aplicada. A ferramenta é movimentada ao longo da região de união e agita o material plastificado no interior da costura dos materiais a serem conectados entre si, que estão colocados pelas suas extremidades de topo um contra o outro. A pressão aplicada comprime o material plastificado conjuntamente. Ao final da criação da costura de solda, a ferramenta é retirada da região da conexão, e a costura de solda pode ser submetida imediatamente a uma carga.
[0003] Para a técnica anterior, uma referência é feita ao pedido de patente DE 10 2014 005 315 B3, originário do presente requerente.
[0004] Esse se refere a um método e a um dispositivo para detectar as forças mecânicas na ponta do pino de soldagem, durante a operação da soldagem por agitação e atrito, e também a um programa de computador e um portador legível por máquina com um programa para conduzir o método.
[0005] A invenção proporcionada no presente relatório descritivo é baseada no objeto de otimizar a operação de soldagem durante a soldagem por agitação e atrito, de um modo tal que os parâmetros de processos cruciais, tais como a ocorrência de força axial da ferramenta, a ocorrência de torque e a temperatura da ponta de pino de soldagem, possam ser detectados exatamente, mesmo em aplicações tridimensionais (3D).
[0006] De acordo com a reivindicação de patente 1, para atingir esse objeto, é uma questão de otimizar um dispositivo para detectar as forças mecânicas na ponta de pino de soldagem, durante a operação da soldagem por agitação e atrito, considerando os seguintes parâmetros de processo cruciais:
[0007] a) um sensor em forma de tira 3 de um lado longitudinal de uma cúpula de ferramenta 9, que retém uma ponta de pino de soldagem 12 por meio de um eixo de pino 13 por meio de um cone receptor de ferramenta 14 e uma sapata de soldagem 1, o sensor 3 sendo projetado para determinar a força, a pressão ou o deslocamento, e que é montado no lado da cúpula de ferramenta 9, que é o contador para a direção de escoamento do processo de soldagem;
[0008] b) um meio de avaliação cônico 20 na região da largura do cone receptor de ferramenta 14, que serve para receber um sensor 18, para detectar a força axial, o torque e o momento fletor na ponta de pino de soldagem 12;
[0009] c) outro meio de avaliação na região frontal do cone receptor de ferramenta 14, com pelo menos três sensores 24 distribuídos a intervalos de 120 graus na circunferência, e um sensor de medida de força piezelétrica 25 no eixo longitudinal do eixo de pino 13;
[0010] d) um amplificador de sinal de sensor, com uma antena de rotor 19, para receber, amplificar e passar todos os valores medidos detectados, esses valores medidos sendo passados a um controlador de máquina por uma antena estática 17;
[0011] e) um sistema de fonte de energia indutiva para suprir o sistema de medição de um enrolamento secundário, móvel 22 e de um enrolamento primário, fixo 23.
[0012] No entanto, podem ocorrer quebras de pinos de atrito durante a operação dos sistemas para soldagem por agitação e atrito em consequência de mudanças localizadas no material dentro dos conjuntos de soldagem, por exemplo, devido às variações em dureza no caso de materiais fundidos.
[0013] A presente invenção é, portanto, baseada no objeto de garantir a operação comercial de um sistema para soldagem por agitação e atrito e evitar a quebra do pino de atrito durante o processo de soldagem.
[0014] A solução desta tarefa técnica é atingida pelas características da reivindicação 1 do pedido
[0015] Dispositivo para evitar uma interrupção do processo de soldagem durante uma soldagem por agitação e atrito, em particular, de uma quebra do pino de atrito, com as seguintes características:
[0016] a) pelo menos três sensores em forma de tira 8, orientados a um ângulo de 120 graus entre si, nos lados longitudinais de uma cúpula de ferramenta 7 em forma de cunha, a cúpula de ferramenta 7 orientando um pino de soldagem 19 por meio de um cone receptor de ferramenta 28 e uma sapata de soldagem 11, e os sensores 8 sendo projetados para determinar força, pressão e deslocamento;
[0017] b) um meio de avaliação cônico na região inferior do cone receptor de ferramenta 28, que serve para receber um sensor 22 para detectar a força axial, o torque e o momento fletor no pino de soldagem 19;
[0018] c) um meio de ajuste vertical piezelétrico para o pino de soldagem 19;
[0019] d) uma disposição de um sensor de medida a laser 10 na região da sapata de soldagem 11, cujo efeito direcional passa por um furo redondo 27 na região de passagem da ponta de pino 12, um sensor sonoro aerotransportado 3, que é disposto oposto ao sensor de medida a laser 10, e um sensor de temperatura de sapata de soldagem sendo proporcionados;
[0020] e) um amplificador de sinal de sensor 23, com uma antena de rotor, para receber, amplificar e passar todos os valores medidos detectados, esses valores medidos sendo passados a um controlador de máquina por uma antena estática 16; e
[0021] f) um sistema de fonte de energia indutiva para suprir o sistema de medição de um enrolamento secundário 24 móvel e um enrolamento primário 25 fixo. Além disso, reivindica-se que, na região da extremidade superior da porca de união 9, um sensor sonoro suportado por uma estrutura 29, que é dirigido com seu efeito direcional para a região entre o pino de soldagem 19 e a sapata de soldagem 11, é instalado, e sendo que um sensor de corrente parasita 31 é usado para medir distância extremamente pequenas, sendo que esse sensor está disposto transversalmente à direção de soldagem, e sendo que um sensor de temperatura é fornecido para detectar a temperatura da sapata de soldagem 11, e o método, de acordo com a reivindicação do pedido 5.
[0022] Método para evitar uma interrupção do processo de soldagem durante soldagem por agitação e atrito, em particular, de uma quebra do pino de atrito, com as seguintes características:
[0023] a) um sistema de sensores em forma de tira 8 para determinar força, pressão e deslocamento de uma cúpula de ferramenta 7 rotativa, que orienta um pino de soldagem 19, e que é suportado por um meio de avaliação cônico na região inferior de um cone receptor de ferramenta 28, que serve para detectar a força axial, o torque e o momento fletor em um pino de soldagem 19;
[0024] b) sensores para detectar a flexão e a temperatura do pino de soldagem 19, que proporcionam informações sobre o estado do pino de soldagem 19 a um tempo conveniente antes de qualquer dano.
[0025] O dispositivo de acordo com a invenção é descrito mais detalhadamente abaixo. Especificamente:
[0026] a Figura 1 mostra uma vista lateral de um sistema para soldagem por agitação e atrito;
[0027] a Figura 2 mostra uma vista lateral da cúpula de ferramenta 28 de acordo com a invenção;
[0028] a Figura 3 mostra uma representação seccional dos sensores usados de acordo com a invenção;
[0029] a Figura 4 mostra uma visão geral do desgaste abrasivo do pino de soldagem;
[0030] a Figura 5 mostra uma visão geral dos períodos de tempo até a quebra do pino de soldagem;
[0031] a Figura 6 mostra uma representação da situação em termos da abrasão das partes a serem unidas 13.
[0032] A Figura 1 mostra uma vista lateral de uma situação de soldagem por agitação e atrito. Nesse caso, 1 indica um sensor para medir a pressão entre o flange de aperto 2 e um acionamento 3 para a rotação do mecanismo de engrenagem e de uma ferramenta 3. No lado do acionamento 3, a linha de controle para toda a cabeça de soldagem por atrito é indicada como 4. No lado inferior do acionamento 3, uma placa de aperto 5 para o flange de cúpula de ferramenta 6, que conduz a cúpula de ferramenta 6, pode ser vista.
[0033] Para que seja possível detectar o movimento da cúpula de ferramenta 6 por instrumentação de medida, calibres de deformação 8,
com compensação de temperatura, são montados na circunferência da cúpula de ferramenta, presos a intervalos regulares na direção longitudinal. Isso serve para o fim de neutralizar as mudanças em temperatura, que ocorrem durante a soldagem na região do calibre de deformação, e, consequentemente, um deslocamento de sinal. Uma porca de união 9 mantém a cúpula de ferramenta 7 no eixo central da cabeça de soldagem por atrito.
[0034] A ponta de pino 12 é orientada na sapata de soldagem 11. O sensor de medida a laser 10 mostrado serve para medir a distância entre a sapata de soldagem 11 e a ponta de pino 12.
[0035] A costura de solda 15, aplicada nas partes a serem unidas 13, é observada por uma câmera 14 para checar a costura de solda.
[0036] A Figura 2 mostra uma vista lateral de uma cúpula de ferramenta 28 de acordo com a invenção. O flange de cúpula de ferramenta 6 pode ser visto, nesse caso, em detalhes, com sua conexão à cúpula de ferramenta 7, enquanto que os sensores 8, conhecidos da Figura 1, na forma de calibres de deformação, podem ser vistos na seção em ambos os lados da cúpula de ferramenta 7. Montado no eixo central da cúpula de ferramenta 7 fica o pino de soldagem 19, que tem, na altura da antena estática 16, um dispositivo 18 para um meio de ajuste vertical piezelétrico para o pino de soldagem 19. Um sensor 18, montado abaixo dele, mede a pressão operacional agindo no pino de soldagem 19.
[0037] O sensor 22, instalado na mesma região, na seção transversal se estreitando mostrada do cone receptor de ferramenta 28, que orienta o pino de soldagem, serve para medir a força axial agindo nesse ponto, o torque e o momento fletor.
[0038] A transmissão de sinais dos valores medidos, determinados pelo sensor 22, ocorre por meio do amplificador de sinais 23, que podem girar com o cone receptor de ferramenta 28, e uma antena tubular.
[0039] A recepção e a passagem dos valores medidos, determinados pelo sensor 22, ocorrem por meio da antena 16 fixada estaticamente.
[0040] Uma fonte de energia indutiva, cujo enrolamento primário, estático é indicado por 24 e cujo enrolamento secundário, móvel é indicado por 25, serve para suprir energia aos sistemas de medida descritos.
[0041] As aberturas 20, para descarga de material do resíduo de fumaça das partes a serem unidas no pino de soldagem 19, são proporcionadas na região da ponta de pino 12, como também é um sensor 21, para medir a descarga de material das partes a serem unidas.
[0042] A sapata de soldagem 11, que orienta o pino de soldagem 19, é retida por uma porca de união 9.
[0043] A câmera 14 serve para registrar e gravar as operações durante a operação de soldagem.
[0044] Além da ponta de pino 12, um sensor sonoro suportado por uma estrutura 29, que é dirigido com seu efeito direcional para a região entre o pino de soldagem 19 e a sapata de soldagem 11, é instalado na região da extremidade superior da porca de união 9. Quanto a isso, faz- se referência na Figura 3.
[0045] Disposto oposto ao sensor de medida a laser 10 fica um sensor sonoro aerotransportado 30.
[0046] Com relação à posição exata, também é feita referência, nesse caso, na Figura 3.
[0047] O sensor de corrente parasita 31 pode ser usado para medir distâncias extremamente pequenas. A sua disposição transversal à direção de soldagem é vantajosa.
[0048] A Figura 3 mostra uma representação seccional no plano do sensor de medida a laser 10 e do sensor sonoro aerotransportado 30.
[0049] Nesse caso, mostra-se como um desvio do pino de soldagem 19, com sua ponta de pino 12, da sua posição central normal dentro do furo redondo 27, na sapata de soldagem 11, pode ser detectado e medido com exatidão por meio do sensor de medida a laser 10 mostrado e do sensor sonoro aerotransportado 30, disposto oposto a ele.
[0050] Além disso, o sensor de corrente parasita 31, conhecido da Figura 2, e o sensor sonoro suportado por estrutura 29 agem no vão mostrado entre o pino de soldagem 19 e a borda interna da sapata de soldagem 11.
[0051] A seta direcional 26 indica a direção de movimento do pino de soldagem 19. Em uma concretização particular, um sensor de temperatura de sapata de soldagem especial, que não é indicado mais especificamente, é proporcionado. No final das contas, no caso de contato integral do pino rotativo contra o furo rebaixado (cenário de pior caso), há um aumento de temperatura de aproximadamente 100ºC. Esse é um aumento significativo na temperatura em comparação com a operação de soldagem real.
[0052] A Figura 4 mostra uma visão geral do desgaste abrasivo do pino de soldagem até sua quebra.
[0053] Vistos de fora para dentro, os círculos concêntricos mostrados representam a borda da cúpula de ferramenta 7, a delimitação da sapata de soldagem 11 e a delimitação interna seguinte, não indicada mais especificamente, da sapata de soldagem 11. Na circunferência da delimitação externa da sapata de soldagem 11, indicada na direção de movimento da seta 26, dirigida para a direita, ficam sensores 8. Esses sensores 8, distribuídos completamente na circunferência da cúpula de ferramenta 7, também podem ser observados das Figuras 1 e 2. Outros sensores 8a e 8b, mostrados na Figura 4, são indicados, nesse caso, como um sensor esquerdo traseiro e um sensor direito traseiro.
[0054] Esboçado na linha de delimitação interna da sapata de soldagem 11 fica o sensor sonoro suportado por estrutura 29, conhecido da Figura 3, enquanto que o sensor de corrente parasita 31, que é igualmente conhecido da Figura 3, pode ser visto na delimitação externa da sapata de soldagem 11, e o sensor sonoro aerotransportado 30 e o sensor de medida a laser 10 são representados à esquerda e à direita em uma linha horizontal.
[0055] Excêntrico em relação ao círculo descrito, o pino de soldagem 19, com sua ponta de pino 12, é representado com várias linhas de distância, a linha 33 representando a linha ideal da distância do pino de soldagem 19 a partir da linha de delimitação interna da sapata de soldagem 11, a denominada zona de vão.
[0056] As linhas de delimitação da zona de vão são representadas por 32 e 35, e a região crítica, que pode levar à quebra do pino de soldagem 19, começa em 34. A distância mais curta, entre o pino de soldagem 19 e a sapata de soldagem 11, é representada como uma zona ativa. O maior atrito, entre a delimitação interna da sapata de soldagem 11 e a sapata de soldagem 19, predomina nessa região. Essa distância é dependente da velocidade de avanço seta 26 da cabeça de soldagem por atrito e da velocidade de rotação do pino de soldagem 19. As forças assim ocorrendo lateralmente são detectadas por meio da cúpula de ferramenta ou, de outro modo, com os sensores 8, 8a e 8b presos nela.
[0057] As forças adicionais que ocorrem são medidas com os seguintes sensores:
[0058] 1. Com o sensor de medida a laser 10, a distância do pino de soldagem 19 do ressalto de soldagem é medida;
[0059] 2. Com o sensor sonoro suportado por estrutura 29, as vibrações no pino de soldagem 19 são medidas;
[0060] 3. Com o sensor sonoro aerotransportado 30, as vibrações na sapata de soldagem 11 e na cúpula de ferramenta 7 são medidas; e
[0061] 4. Com o sensor de corrente parasita 31, a direção do material no vão, entre as delimitações 32 e 35, é medida.
[0062] A linha ideal, na qual a ponta de pino 12 atinge sua maior vida útil, é alcançada com a linha 33. Isso significa o ótimo entre o avanço ótimo e a velocidade de rotação da ferramenta.
[0063] A Figura 5 mostra uma visão geral dos períodos de tempo até quebra do pino de soldagem. No eixo y da Figura 4, é representada a variação de três diferentes forças individuais, que ocorrem na ponta de pino, em função do tempo, nas direções positiva e negativa.
[0064] A profundidade de soldagem é de 4,3 mm e a velocidade de avanço da ponta de pino é de 0,85 m/mm. O início da resistência mensurável da ponta de pino pode ser notada na linha de marcação esquerda, e após aproximadamente 1,7 segundo, o tempo de prevenção termina e então aproximadamente outro 0,8 segundo passa até que haja a quebra.
[0065] Nesse período de tempo, o controlador da máquina pode proporcionar auxílio, com o que uma "recuperação" do pino é obtida. Portanto, não ocorre qualquer dano desvantajoso.
[0066] Após esse período de tempo, então ocorre um dano permanente.
[0067] A Figura 6 mostra uma representação da situação em termos da abrasão das partes a serem unidas 13.
[0068] Na Figura 6a, a sapata de soldagem 11, com a ponta de pino 12 e o pino de soldagem 19 sobre sua parte intermediária ou na parte a ser unida 13, pode ser vista em seção transversal, as duas partes do sensor 21 ficando opostas entre si, detectando, nas aberturas 20, a abrasão 36 (grau, intensidade e velocidade) do resíduo de fumaça emergente no pino de soldagem 19.
[0069] A Figura 6b mostra a ponta de pino 12 do pino de soldagem 19 na sapata de soldagem 11.
[0070] A zona de vão 32 representada (de acordo com a Figura 3) da delimitação no lado do pino e a zona de vão 35 da delimitação no lado da sapata de soldagem definem a distância Z, isto é, um máximo de 0,8 mm. Nessa largura, a abrasão 36 pode ser eliminada.
[0071] A dimensão X é a dimensão pela qual o ressalto remanescente pode entrar na sapata de soldagem 11.
[0072] O ressalto remanescente Y é de importância, para que o material a ser soldado receba a temperatura necessária para ganhar uma plasticidade suficiente, para que seja capaz de escoar pelo vão Z. Em uma temperatura muito baixa, ocorre um acúmulo e o eixo de pino 19 é danificado.
[0073] A dimensão X (0,01 a 0,1 mm) é ajustada, respectivamente, no material (liga). O ressalto remanescente gera calor, que tem também uma influência na operação de alisamento pela sapata de soldagem 11 na costura de solda acabada.
LISTA DE INDICAÇÕES 1 Sensor para medir pressão entre o flange 2 e o acionamento 3 2 Flange de aperto para um braço robótico ou um guindaste de ponte 3 Acionamento com mecanismo de engrenagem para a ferramenta 4 Linha de controle para a cabeça de soldagem por atrito 5 Placa de aperto para o flange de cúpula de ferramenta 6 Flange de cúpula de ferramenta 7 Cúpula de ferramenta 8 Sensor na cúpula de ferramenta (calibre de deformação); 8a: sensor esquerdo traseiro; 8b: sensor direito traseiro 9 Porca de união 10 Sensor de medida a laser da distância entre pino de soldagem e sapata de soldagem
11 Sapata de soldagem 12 Ponta de pino 13 Partes a serem unidas 14 Câmera para checar costura de solda 15 Costura de solda 16 Antena estática 17 Meio de ajuste vertical piezelétrico para o pino de soldagem 19 18 Sensor para medir a pressão vertical do pino de soldagem 19 19 Pino de soldagem 20 Aberturas para a descarga de material do resíduo de fumaça das partes a serem unidas no pino de soldagem 19 21 Sensor para medir a descarga de material das partes a serem unidas 22 Sensor para o cone receptor de ferramenta (por exemplo, calibre de deformação) 23 Amplificador de sinal de sensor e antena de rotor 24 Fonte de energia indutiva, enrolamento secundário 25 Fonte de energia indutiva, enrolamento primário 26 Direção de movimento do pino de soldagem 27 Furo redondo para passagem do pino de soldagem 26 na sapata de soldagem 11 28 Cone receptor de ferramenta 29 Sensor sonoro suportado por estrutura 30 Sensor sonoro aerotransportado 31 Sensor de corrente parasita 32 Delimitação da zona de vão no lado do pino de soldagem 19 33 Linha ideal da distância do pino de soldagem 19 da sapata de soldagem 11 34 Início da zona crítica da zona de vão 35 Delimitação da zona de vão no lado da sapata de soldagem 11 36 Abrasão material das partes a serem unidas 13
Claims (5)
1. Dispositivo para evitar uma interrupção do processo de soldagem, durante soldagem por agitação e atrito, em particular, de uma quebra do pino de atrito, caracterizado pelas seguintes características: g) pelo menos três sensores em forma de tira (8), orientados a um ângulo de 120 graus entre si, nos lados longitudinais de uma cúpula de ferramenta (7) em forma de cunha, sendo que a cúpula de ferramenta (7) guia um pino de soldagem (19) por meio de um cone receptor de ferramenta (28) e uma sapata de soldagem (11), e os sensores (8) são projetados para determinar força, pressão e deslocamento; h) um meio de avaliação cônico na região inferior do cone receptor de ferramenta (28), que serve para receber um sensor (22) para detectar a força axial, o torque e o momento fletor no pino de soldagem (19); i) um meio de ajuste vertical piezelétrico para o pino de soldagem (19); j) uma disposição de um sensor de medida a laser (10) na região da sapata de soldagem (11), cujo efeito direcional passa por um furo redondo (27) na região de passagem da ponta de pino (12), sendo que um sensor sonoro aerotransportado (3) é disposto oposto ao sensor de medida a laser (10), e um sensor de temperatura de sapata de soldagem é previsto; k) um amplificador de sinal de sensor (23) com uma antena de rotor para receber, amplificar e encaminhar todos os valores medidos detectados, sendo que esses valores medidos são encaminhados a um controlador de máquina por uma antena estática (16); e l) um sistema de fonte de energia indutiva para suprir o sistema de medição de um enrolamento secundário móvel (22) e de um enrolamento primário fixo (25).
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um sensor sonoro suportado por estrutura (29), que é dirigido com seu efeito direcional para a região entre o pino de soldagem (19) e a sapata de soldagem (11), é instalado na região da extremidade superior da porca de união (9).
3. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um sensor de corrente parasita (31) é usado para medir distâncias extremamente pequenas, esse sensor sendo disposto transversalmente à direção de soldagem.
4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um sensor de temperatura é proporcionado para detectar a temperatura da sapata de soldagem (11).
5. Método para evitar uma interrupção do processo de soldagem, durante soldagem por agitação e atrito, em particular, de uma quebra do pino de atrito, caracterizado pelas seguintes características: c) um sistema de sensores em forma de tira (8) para determinar força, pressão e deslocamento de uma cúpula de ferramenta (7) rotativa, que orienta um pino de soldagem (19), é suportado por um meio de avaliação cônico na região inferior de um cone receptor de ferramenta (28), que serve para detectar a força axial, o torque e o momento fletor em um pino de soldagem (19); d) sensores para detectar a flexão e a temperatura do pino de soldagem (19) proporcionam informações sobre o estado do pino de soldagem (19) a um tempo conveniente antes de um dano.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018001774.6 | 2018-03-06 | ||
DE102018001774.6A DE102018001774B4 (de) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Vorrichtung und Verfahren zur Vermeidung einer Unterbrechung des Schweiß - Prozesses beim Rührreibschweißen, insbesondere eines Bruchs des Reibstifts. |
PCT/DE2019/000044 WO2019170182A1 (de) | 2018-03-06 | 2019-02-22 | VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR VERMEIDUNG EINER UNTERBRECHUNG DES SCHWEIß - PROZESSES BEIM RÜHRREIBSCHWEIßEN, INSBESONDERE EINES BRUCHS DES REIBSTIFTS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BR112020017658A2 true BR112020017658A2 (pt) | 2020-12-22 |
Family
ID=65818122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BR112020017658-3A BR112020017658A2 (pt) | 2018-03-06 | 2019-02-22 | Dispositivo e método para evitar uma interrupção no processo de soldagem durante soldagem por agitação e atrito, em particular, quebra do pino de atrito |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11325203B2 (pt) |
EP (1) | EP3762175B1 (pt) |
JP (1) | JP7158489B2 (pt) |
KR (1) | KR102358314B1 (pt) |
CN (1) | CN111819022B (pt) |
BR (1) | BR112020017658A2 (pt) |
CA (1) | CA3091429C (pt) |
DE (1) | DE102018001774B4 (pt) |
MX (1) | MX2020009108A (pt) |
WO (1) | WO2019170182A1 (pt) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11033973B2 (en) * | 2018-06-12 | 2021-06-15 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Spindle for a reciprocating saw |
CN114659693A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-06-24 | 青云工业(辽宁)有限公司 | 一种搅拌摩擦焊工具断裂失效的检测装置和方法 |
CN115338530B (zh) * | 2022-08-04 | 2024-04-30 | 北京九天行歌航天科技有限公司 | 一种基于力位扭矩的搅拌工具断针监测装置及方法 |
KR20240133034A (ko) | 2023-02-28 | 2024-09-04 | 한국로봇융합연구원 | 마찰 교반 용접을 위한 힘 제어용 센서 모듈을 이용한 힘 제어 장치 및 방법 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005032170A1 (de) | 2005-07-09 | 2007-01-11 | Technische Universität Ilmenau | Rührreibschweißwerkzeug und Verfahren und Anordnung zur online-Kontrolle eines Rührreibschweißprozesses |
DE102006045523A1 (de) | 2006-09-27 | 2008-04-03 | Airbus Deutschland Gmbh | Reibrührschweißkopf sowie Verfahren zur Steuerung eines Reibrührschweißkopfes |
JP6126706B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2017-05-10 | 川崎重工業株式会社 | 摩擦攪拌点接合装置および摩擦攪拌点接合方法、並びに、摩擦攪拌点接合の面直検出装置 |
DE102014001050A1 (de) * | 2014-01-28 | 2015-07-30 | Grenzebach Maschinenbau Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Rührreibschweißen bei Materialien unterschiedlicher Dicke und bei Kehlnähten |
DE102014005315B3 (de) | 2014-04-10 | 2015-06-11 | Grenzebach Maschinenbau Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der mechanischen Kräfte an der Schweißpin - Spitze bei dem Vorgang des Rührreibschweißens sowie Computerprogramm und maschinenlesbarer Träger mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens |
EP2965858A1 (en) | 2014-07-11 | 2016-01-13 | NELA Razvojni center d.o.o. Podruznica Vincarje | Real-time tool breakage detection during the friction stir welding process |
CN104439691B (zh) | 2014-11-24 | 2015-12-02 | 首都航天机械公司 | 一种搅拌摩擦焊接顶锻力和前进抗力自适应控制装置 |
JP6906153B2 (ja) | 2015-06-27 | 2021-07-21 | 株式会社山本金属製作所 | リアルタイム状況検知用のセンサ付き回転加工工具 |
DE102015010638A1 (de) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | Grenzebach Maschinenbau Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum homogenen Verschweißen flächig gebogener Strukturen durch Rührreibschweißen |
DE102015010734A1 (de) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | Grenzebach Maschinenbau Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur niederohmigen Verschweißung von Blechen mit hoher Taktzahl |
DE102016000880B3 (de) | 2016-01-28 | 2017-05-18 | Grenzebach Maschinenbau Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum rückstandsfreien Rührreibverschweißen von Werkstücken, insbesondere von rohrartigen Strukturen, sowie Computerprogramm zur Durchführung der Verfahrensschritte |
CN105834577B (zh) | 2016-06-20 | 2017-03-08 | 江苏通宇钢管集团有限公司 | 基于压力反馈和电阻辅热的钢管搅拌摩擦焊具及焊接方法 |
DE102016007585B3 (de) * | 2016-06-21 | 2017-11-02 | Grenzebach Maschinenbau Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Verschweißen zweier Fügepartner mittels Rührreibschweißen durch die, bzw. durch das, keinerlei Kontamination der Fügepartner durch Schweiß - Rückstände erfolgt, sowie ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens |
CN106141420A (zh) | 2016-08-06 | 2016-11-23 | 姜海 | 基于压力反馈的搅拌摩擦焊具及焊接方法 |
DE102017010965A1 (de) * | 2017-11-27 | 2019-05-29 | Grenzebach Maschinenbau Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum nahezu verzögerungsfreien Ändern der Schweißrichtung der Schweißschulter einer Anlage zum Rührreibschweißen wenn die geometrische Anordnung der zu verschweißenden Fügepartner oder Materialunebenheiten dies erfordern |
-
2018
- 2018-03-06 DE DE102018001774.6A patent/DE102018001774B4/de active Active
-
2019
- 2019-02-22 US US16/976,065 patent/US11325203B2/en active Active
- 2019-02-22 EP EP19712121.3A patent/EP3762175B1/de active Active
- 2019-02-22 CN CN201980017413.1A patent/CN111819022B/zh active Active
- 2019-02-22 BR BR112020017658-3A patent/BR112020017658A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2019-02-22 JP JP2020544538A patent/JP7158489B2/ja active Active
- 2019-02-22 KR KR1020207024963A patent/KR102358314B1/ko active IP Right Grant
- 2019-02-22 CA CA3091429A patent/CA3091429C/en active Active
- 2019-02-22 MX MX2020009108A patent/MX2020009108A/es unknown
- 2019-02-22 WO PCT/DE2019/000044 patent/WO2019170182A1/de unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA3091429A1 (en) | 2019-09-12 |
DE102018001774B4 (de) | 2020-01-23 |
JP7158489B2 (ja) | 2022-10-21 |
EP3762175B1 (de) | 2023-08-30 |
KR102358314B1 (ko) | 2022-02-08 |
US20200406390A1 (en) | 2020-12-31 |
CA3091429C (en) | 2023-01-24 |
WO2019170182A1 (de) | 2019-09-12 |
CN111819022A (zh) | 2020-10-23 |
CN111819022B (zh) | 2022-09-13 |
JP2021516161A (ja) | 2021-07-01 |
US11325203B2 (en) | 2022-05-10 |
KR20200115617A (ko) | 2020-10-07 |
DE102018001774A1 (de) | 2019-09-12 |
EP3762175A1 (de) | 2021-01-13 |
MX2020009108A (es) | 2020-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
BR112020017658A2 (pt) | Dispositivo e método para evitar uma interrupção no processo de soldagem durante soldagem por agitação e atrito, em particular, quebra do pino de atrito | |
US10583520B2 (en) | Device and method for homogeneously welding two-dimensionally bent structures by friction stir welding | |
BR112016029373B1 (pt) | método e dispositivo para a troca de ferramenta no processo de soldagem por fricçâo | |
BR112016020736B1 (pt) | dispositivo e processo para a detecção das forças mecânicas na ponta do pino de solda no processo de soldagem por fricção e mistura mecânica | |
US9120184B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing vehicle power transmission device | |
EP3006153B1 (en) | System and method of making a welded assembly | |
CN110039171B (zh) | 一种搅拌摩擦焊接方法及搅拌摩擦焊接系统 | |
CN102632274B (zh) | 小直径深孔钻削激光制导在线检测与纠偏系统 | |
CN106077941B (zh) | 具有压入深度和振动反馈的搅拌摩擦焊具 | |
US20220143768A1 (en) | Method for joining or machining and apparatus therefor | |
KR101534779B1 (ko) | 마찰교반접합 장치 제어 시스템 및 방법 | |
CN211696586U (zh) | 一种料位检测装置 | |
CN112484612A (zh) | 机器人焊接电极检测板及其检测方法 | |
KR20150075002A (ko) | 노치 임팩터 | |
CN216668521U (zh) | 电炉炉衬厚度检测仪 | |
CN112648927B (zh) | 柱形回转体壁厚检测方法 | |
RU2632751C1 (ru) | Способ контроля отклонения дуги от стыка свариваемых кромок | |
JPH0278904A (ja) | 回転形工具の測定方法 | |
CN103105337A (zh) | 一种有效简便测量刀柄动态抗弯特性的实验装置及方法 | |
JPH02143103A (ja) | 電縫管の内面ビード切削形状測定装置 | |
SK501362014U1 (sk) | Zariadenie na bezkontaktné meranie excentricity rotujúcich častí strojov |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B350 | Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette] | ||
B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] | ||
B11B | Dismissal acc. art. 36, par 1 of ipl - no reply within 90 days to fullfil the necessary requirements |