CN104972193A - 一种焊接辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接辅助装置，包括重量传感器、底板，所述底板的两端分别固定有左挡板和右挡板，左挡板和右挡板之间还设置有长度方向沿着两者间距方向的滑轨，所述滑轨上还设置有可沿着滑轨滑动的活动垫板，左挡板和/或右挡板上还螺纹连接有轴向方向平行于滑轨长度方向的顶紧螺栓，所述活动垫板与右挡板和/或左挡板之间还设置有重量传感器，所述滑轨与活动垫板之间还设置有滚动体。本发明结构简单，在现有FSW焊机上设置方便，便于搅拌摩擦焊的焊接工艺评定及控制搅拌摩擦焊的焊接质量。

Description

一种焊接辅助装置

技术领域

本发明涉及一种电子元器件焊接辅助装置，特别是涉及一种焊接辅助装置。

背景技术

摩擦焊是利用搅拌头与工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，完成焊接的一种方法。搅拌摩擦焊（FSW）焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。摩擦焊焊接方法在制造业中已应用40多年了，由于其生产率高、质量好获得了广泛的生产应用。

在搅拌摩擦焊的焊接各个阶段，如在搅拌头旋转插入的阶段，由于被焊材料在未达到软化状态下被挤压，焊缝受到搅拌头轴向方向的压力是一个逐渐增大的过程，随后的在搅拌头插入到最深位置后，随着被焊材料的进一步软化，以上压力逐渐减小，随后为搅拌头行走阶段，此时焊接方向上的被焊材料软化程度不够，由于搅拌头有一定倾角，焊缝受到搅拌头的轴向压力增加，随着搅拌头的运行，被焊材料进一步软化，焊缝受到搅拌头的轴向压力又减小，此后的阶段便是稳定焊接阶段，搅拌头的径向方向的作用力也有大致规律性的变化。故搅拌摩擦焊在完成一道焊缝焊接的过程中，搅拌头轴向上和径向上的压力具有多个阶段性变化，以上压力的阶段性变化对焊接质量影响较大，现有技术中缺少一种装置用于以上压力变化检查，不利于搅拌摩擦焊焊接工艺评定和控制焊接质量。

发明内容

针对上述现有技术中搅拌摩擦焊在完成一道焊缝焊接的过程中，搅拌头轴向和径向上的压力具有多个阶段性变化，以上压力的阶段性变化对焊接质量影响较大，现有技术中缺少一种装置用于以上压力变化检查，不利于搅拌摩擦焊焊接工艺评定和控制焊接质量的问题，本发明提供了一种焊接辅助装置。

针对上述问题，本发明提供的一种焊接辅助装置通过以下技术要点来解决问题：一种焊接辅助装置，包括重量传感器、底板，所述底板的两端分别固定有左挡板和右挡板，左挡板和右挡板之间还设置有长度方向沿着两者间距方向的滑轨，所述滑轨上还设置有可沿着滑轨滑动的活动垫板，左挡板和/或右挡板上还螺纹连接有轴向方向平行于滑轨长度方向的顶紧螺栓，所述活动垫板与右挡板和/或左挡板之间还设置有重量传感器，所述滑轨与活动垫板之间还设置有滚动体。

具体的，本发明用于置放或安装在现有FSW工作台上，重力传感器的位置位于搅拌头的运动方向上，这样在搅拌头的工作过程中根据搅拌头径向压应力的变化可在重量传感器上得到不同的数值，以上数值由于经过了焊缝的传递，故可表征焊接过程中的焊缝在搅拌头径向方向的应力大小，故以上数值便于搅拌摩擦焊焊接工艺评定及控制搅拌摩擦焊的焊接质量。

设置的顶紧螺栓用于固定活动垫板相对于搅拌头的位置，由于底板作为本发明与FSW工作台的接触部分，本发明与FSW工作台同样存在摩擦力，在本发明运用时最好设置与底板匹配的固定装置，这样，将活动垫板设置为相对于搅拌头位置可调的结构形式，使得在不调整上述固定装置的情况下，通过顶紧螺栓即能限定活动垫板相对于搅拌头的位置，这样，本发明可针对工件的尺寸采用不同尺寸的活动垫板，故本结构对搅拌摩擦焊焊机的焊接效率影响小。

在滑轨与活动垫板之间设置滚动体的结构形式，使得滑轨与活动垫板之间为滚动摩擦力，这样，利于重量传感器对上述搅拌头径向方向力的测量精度。

更进一步的技术方案为：

作为一种易于加工制造的滑轨与活动垫板结构形式，所述滑轨为一根条形轨，所述活动垫板包括呈条状的基板，所述基板的两侧均设置有侧棱，基板的底面上设置有容置腔，所述滚动体位于容置腔中，滑轨卡设于两个侧棱之间。

为进一步便于加工制造和装配，所述容置腔为两个，且容置腔的一端分别始于基板的不同端面，且基板的两个端面上均螺栓连接有挡板。

为实现同一块活动垫板沿着滑轨的位置可调，为便于所述左挡板和右挡板上均设置有顶紧螺栓。活动垫板设置有重量传感器侧面的顶紧螺栓则作用于该重量传感器上。

为便于制动顶紧螺栓、避免顶紧螺栓在与活动垫板或重量传感器接触过程中损坏顶紧螺栓上的螺纹，影响顶紧螺栓从右挡板或左挡板上退出，所述顶紧螺栓的螺纹段端部与活动垫板相接触，且顶紧螺栓的螺纹端端部设置有倒角。以上结构形式可通过在右挡板或/和左挡板上设置贯穿的内螺纹孔结构加以实现。

为减小重量传感器变形对搅拌头轴向压力和焊接质量的影响，所述重量传感器为称重传感器。现有技术中称重传感器相对于其他形式的重量传感器，具有对加载点变化不敏感、抗偏载性能好、固有线性好、安装方便、成本低等优点。

为便于实现对重量传感器所得值的连续测量、分析、记录等，还包括用于重量传感器输出值处理的处理模块，所述处理模块的信号输入端与重量传感器的信号输出端相连。以上处理模块可采用工控机。

为便于以上测量、分析、记录等数据的输出，所述处理模块的输出端上还连接有输出装置，所述输出装置为显示仪、打印装置中的一种或两种。

为使得搅拌头向两侧运动时，均有对应的重量传感器提供对应的焊缝径向力大小输出，利于焊接效率，所述活动垫板的两侧均设置有重量传感器。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明结构简单，在搅拌头的工作过程中根据搅拌头径向压应力的变化可在重量传感器上得到不同的数值，以上数值由于经过了焊缝的传递，故可表征焊接过程中的焊缝在搅拌头径向方向的应力大小，故以上数值便于搅拌摩擦焊焊接工艺评定及控制搅拌摩擦焊的焊接质量。

2、在滑轨与活动垫板之间设置滚动体的结构形式，使得滑轨与活动垫板之间为滚动摩擦力，这样，利于重量传感器对上述搅拌头径向方向力的测量精度，顾本发明还具有焊缝径向力检测精度高的特点。

附图说明

图1 为本发明所述的一种焊接辅助装置一个具体实施例的结构及安装示意图；

图2为本发明所述的一种焊接辅助装置一个具体实施例中，活动垫板的结构示意图。

图中标记分别为：1、FSW工作台，2、重量传感器，3、底板，4、右挡板，5、顶紧螺栓，6、滑轨，7、活动垫板，71、挡板，72、容置腔，73、滚动体，74、侧棱，75、基板，8、工件，9、搅拌头，10、左挡板，11、固定机构。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1和图2，一种焊接辅助装置，包括重量传感器2、底板3，所述底板3的两端分别固定有左挡板10和右挡板4，左挡板10和右挡板4之间还设置有长度方向沿着两者间距方向的滑轨6，所述滑轨6上还设置有可沿着滑轨6滑动的活动垫板7，左挡板10和/或右挡板4上还螺纹连接有轴向方向平行于滑轨6长度方向的顶紧螺栓5，所述活动垫板7与右挡板4和/或左挡板10之间还设置有重量传感器2，所述滑轨6与活动垫板7之间还设置有滚动体73。

本实施例中，底板3放置在FSW工作台1上，待焊接的工件8放置于活动垫板7，同时在FSW工作台1上设置固定机构11，该固定机构11通过向工件8上施加压应力固定工件8在FSW工作台1上的位置，这样，本发明也能通过所述固定机构11固定于FSW工作台1上。

本发明置放或安装在现有FSW工作台1上，重力传感器的位置位于搅拌头9的运动方向上，这样在搅拌头9的工作过程中根据搅拌头9径向压应力的变化可在重量传感器2上得到不同的数值，以上数值由于经过了焊缝的传递，故可表征焊接过程中的焊缝在搅拌头9径向方向的应力大小，故以上数值便于搅拌摩擦焊焊接工艺评定及控制搅拌摩擦焊的焊接质量。

设置的顶紧螺栓5用于固定活动垫板7相对于搅拌头9的位置，由于底板3作为本发明与FSW工作台1的接触部分，本发明与FSW工作台1同样存在摩擦力，在本发明运用时最好设置与底板3匹配的固定装置，这样，将活动垫板7设置为相对于搅拌头9位置可调的结构形式，使得在不调整上述固定装置的情况下，通过顶紧螺栓5即能限定活动垫板7相对于搅拌头9的位置，这样，本发明可针对工件8的尺寸采用不同尺寸的活动垫板7，故本结构对搅拌摩擦焊焊机的焊接效率影响小。

在滑轨6与活动垫板7之间设置滚动体73的结构形式，使得滑轨6与活动垫板7之间为滚动摩擦力，这样，利于重量传感器2对上述搅拌头9径向方向力的测量精度。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1和图2，作为一种易于加工制造的滑轨6与活动垫板7结构形式，所述滑轨6为一根条形轨，所述活动垫板7包括呈条状的基板75，所述基板75的两侧均设置有侧棱74，基板75的底面上设置有容置腔72，所述滚动体73位于容置腔72中，滑轨6卡设于两个侧棱74之间。

为进一步便于加工制造和装配，所述容置腔72为两个，且容置腔72的一端分别始于基板75的不同端面，且基板75的两个端面上均螺栓连接有挡板71。

为实现同一块活动垫板7沿着滑轨6的位置可调，为便于所述左挡板10和右挡板4上均设置有顶紧螺栓5。活动垫板7设置有重量传感器2侧面的顶紧螺栓5则作用于该重量传感器2上。

为便于制动顶紧螺栓5、避免顶紧螺栓5在与活动垫板7或重量传感器2接触过程中损坏顶紧螺栓5上的螺纹，影响顶紧螺栓5从右挡板4或左挡板10上退出，所述顶紧螺栓5的螺纹段端部与活动垫板7相接触，且顶紧螺栓5的螺纹端端部设置有倒角。以上结构形式可通过在右挡板4或/和左挡板10上设置贯穿的内螺纹孔结构加以实现。

为减小重量传感器2变形对搅拌头9轴向压力和焊接质量的影响，所述重量传感器2为称重传感器。现有技术中称重传感器相对于其他形式的重量传感器2，具有对加载点变化不敏感、抗偏载性能好、固有线性好、安装方便、成本低等优点。

为便于实现对重量传感器2所得值的连续测量、分析、记录等，还包括用于重量传感器2输出值处理的处理模块，所述处理模块的信号输入端与重量传感器2的信号输出端相连。以上处理模块可采用工控机。

为便于以上测量、分析、记录等数据的输出，所述处理模块的输出端上还连接有输出装置，所述输出装置为显示仪、打印装置中的一种或两种。

实施例3：

本实施例在以上任意一个实施例的基础上作进一步限定，如图1和图2，为使得搅拌头9向两侧运动时，均有对应的重量传感器2提供对应的焊缝径向力大小输出，利于焊接效率，所述活动垫板7的两侧均设置有重量传感器2。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种焊接辅助装置，其特征在于，包括重量传感器（2）、底板（3），所述底板（3）的两端分别固定有左挡板（10）和右挡板（4），左挡板（10）和右挡板（4）之间还设置有长度方向沿着两者间距方向的滑轨（6），所述滑轨（6）上还设置有可沿着滑轨（6）滑动的活动垫板（7），左挡板（10）和/或右挡板（4）上还螺纹连接有轴向方向平行于滑轨（6）长度方向的顶紧螺栓（5），所述活动垫板（7）与右挡板（4）和/或左挡板（10）之间还设置有重量传感器（2），所述滑轨（6）与活动垫板（7）之间还设置有滚动体（73）。

2.根据权利要求1所述的一种焊接辅助装置，其特征在于，所述滑轨（6）为一根条形轨，所述活动垫板（7）包括呈条状的基板（75），所述基板（75）的两侧均设置有侧棱（74），基板（75）的底面上设置有容置腔（72），所述滚动体（73）位于容置腔（72）中，滑轨（6）卡设于两个侧棱（74）之间。

3.根据权利要求2所述的一种焊接辅助装置，其特征在于，所述容置腔（72）为两个，且容置腔（72）的一端分别始于基板（75）的不同端面，且基板（75）的两个端面上均螺栓连接有挡板（71）。

4.根据权利要求1所述的一种焊接辅助装置，其特征在于，所述左挡板（10）和右挡板（4）上均设置有顶紧螺栓（5）。

5.根据权利要求1所述的一种焊接辅助装置，其特征在于，所述顶紧螺栓（5）的螺纹段端部与活动垫板（7）或重力传感器（2）相接触，且顶紧螺栓（5）的螺纹端端部设置有倒角。

6.根据权利要求1所述的一种焊接辅助装置，其特征在于，所述重量传感器（2）为称重传感器。

7.根据权利要求1所述的一种焊接辅助装置，其特征在于，还包括用于重量传感器（2）输出值处理的处理模块，所述处理模块的信号输入端与重量传感器（2）的信号输出端相连。

8.根据权利要求7所述的一种焊接辅助装置，其特征在于，所述处理模块的输出端上还连接有输出装置，所述输出装置为显示仪、打印装置中的一种或两种。

9.根据权利要求1至8中任意一个所述的一种焊接辅助装置，其特征在于，所述活动垫板（7）的两侧均设置有重量传感器（2）。