CN102049607A - 摩擦叠焊应力温度测量系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于测量摩擦叠焊应力温度的系统，其主要由数据采集器、热电偶、PC机和应变片四部分构成，本系统采用半自然热电偶测温法，当进行摩擦叠焊时，在焊件特定部位通过钻孔方法埋设标准热电偶接点进行测温，将应变片贴到焊接工件上，从而测量出焊件上某些特定点的温度及应力的变化情况，并将所测量的特定点的温度转换成模拟电压值传输给数据采集器的温度传感器，数据采集器将温度传感器接收来的温度信号转换为数字电压值并通过RS-232串行口传输给PC机，然后PC机将接收到的数字电压值进行分析与处理，而应变片的变化情况则经数据采集器处理也被送到PC机中，操作者可通过PC机显示的数字电压值及应力的相关数据对摩擦叠焊装置进行合理的控制。
Description
技术领域
本发明所涉及的是一种测量摩擦叠焊应力温度的系统，尤其是可实现摩擦叠焊时对摩擦焊件中特定点的温度测量，并通过数据采集器传输给PC机的摩擦叠焊应力温度测量系统。
背景技术
在摩擦叠焊研究过程中，焊合面的温度及其分布对于了解摩擦焊接过程，研究摩擦产热机制与传导，建立高温金属的塑性变形与流动规律，探讨焊接过程中的传质模型，特别对于阐明摩擦焊接时接头组织的变化规律具有重要意义，另外，由于摩擦焊接过程中，旋转工件的高速旋转、摩擦界面的不可见性、摩擦界面及其近区金属的剧烈塑性变形及产生的飞边与轴向缩短都给摩擦焊接温度的实时检测带来了很大困难。同时，由于焊接过程的复杂性，对焊接界面温度进行理论计算亦是十分困难的。尽管人们经过不懈努力，通过各种实验测定与数值计算已对摩擦焊接头轴向温度规律有了较明确的认识，但对摩擦界面处的温度及其沿径向分布规律仍未得到满意的结果。因此，设计一种全新的摩擦叠焊应力温度测量系统是十分必要的。
发明内容
根据背景技术所述，本发明的目的在于提供一种用于转速高达5000转/分钟的摩擦叠焊装置，通过热电偶测量叠焊工件中任一点的温度，经过数据采集器的数值转换与处理并将其送往PC机，而应变片的变化情况则经数据采集器处理也被送到PC机中，操作者可以通过PC机的显示对数据进行分析与实时仿真的用于测量摩擦叠焊应力温度的系统。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于测量摩擦叠焊应力温度的系统，其主要由数据采集器(1)、热电偶(2)、PC机(3)以及箔式应变片(4)四部分构成。该系统中各部分相互关系是：本系统装置主要是采用半自然热电偶测温法，主要是当进行摩擦叠焊时，在焊件特定部位通过钻孔方法埋设标准热电偶(2)接点进行测温，从而能够测量出焊件上某些特定点的温度及其变化情况，并将所测量的特定点的温度转换成模拟电压值传输给数据采集器(2)的温度传感器，数据采集器(1)将温度传感器接收来的温度信号转换为数字电压值并通过RS-232串行口传输给PC机(3)，然后PC机(3)将接收到的数字电压值进行分析与处理，而箔式应变片(4)的变化情况则经数据采集器处理也被送到PC机(3)中，操作者可通过PC机(3)显示的数字电压值对摩擦叠焊装置进行合理的控制。而本摩擦叠焊装置在进行实验时，转速高达4000r/min，焊接工件能在很短的时间内达到很高的温度，无疑这对温度的测量与控制是很困难的，而通过本系统中的热电偶(2)对焊接工件的任意一点进行测量，并且通过数据采集器(2)对采集温度数据的处理与转化，将其转化的数字信号送入PC机(3)中。
由于采用了上述技术方案件，本发明具有如下优点和效果：
1、本发明采用的是应力温度测量系统，能够在摩擦设备高达4000r/min的转速所产生的高温环境下进行温度测量。
2、本发明测量准确度高，与材料无关并且可测量焊接工件中任何一点的温度。
3、本发明可以通过PC机可以清楚的观察到摩擦叠焊时焊接工件的温度变化以及工件的状态。
4、本发明采用了箔式应变片，散热条件好、允许电流大、横向效应小、疲劳寿命长、生产过程简单，较为适合于高速摩擦焊。
附图说明
图1为本发明的组成示意图
具体实施方式
由图1所示，一种用于测量摩擦叠焊应力温度的系统，其主要由数据采集器1、热电偶2、PC机3以及箔式应变片4四部分构成。该系统中各部分相互关系是：本系统装置主要是采用半自然热电偶测温法，主要是当进行摩擦叠焊时，在焊件特定部位通过钻孔方法埋设标准热电偶2接点进行测温，从而能够测量出焊件上某些特定点的温度及其变化情况，并将所测量的特定点的温度转换成模拟电压值传输给数据采集器2的温度传感器，数据采集器1将温度传感器接收来的温度信号转换为数字电压值并通过RS-232串行口传输给PC机3，然后PC机3将接收到的数字电压值进行分析与处理，而箔式应变片4的变化情况则经数据采集器处理也被送到PC机3中，操作者可通过PC机3显示的数字电压值对摩擦叠焊装置进行合理的控制。
Claims (3)
1.一种摩擦叠焊应力温度测量系统，主要由数据采集器(1)、热电偶(2)、PC机(3)和箔式应变片(4)构成，其特征在于：在焊件特定部位通过钻孔方法埋设标准热电偶(2)接点，将箔式应变片(4)直接贴在焊接工件上，并将所测量的特定点的温度转换成模拟电压值传输给数据采集器(1)的温度传感器，数据采集器(1)将温度传感器接收来的温度信号转换为数字电压值并通过RS-232串行口传输给PC机(3)，然后PC机(3)将接收到的数字电压值进行分析与处理，而应变片(4)的变化情况则经数据采集器(1)处理也被送到PC机(3)中，操作者通过PC机(3)显示的数字电压值对摩擦叠焊装置进行控制。
2.根据权利要求(1)所述的摩擦叠焊应力温度测量系统，其特征在于：采用半自然热电偶测温的方法。
3.根据权利要求(1)所阐述的摩擦叠焊应力温度测量系统，其特征在于：通过PC机(3)反馈的数值调整摩擦焊机的转速。
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