CN109514072A - 一种适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口和测量结构 - Google Patents

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张旭
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Abstract

本发明涉及适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其实现方法如下：获取两金属板件碰撞速度和碰撞角，并获取对应的焊接后焊接质量数据；重复上一步，获得多组数据，依据该多组数据建立三维模型；根据焊接质量数据在三维模型中设定优质焊接标准平面和劣质焊接标准平面；即可得到一种易于观测出磁脉冲板焊性能与碰撞速度、碰撞间距关系的焊接窗口，金属板件间的焊接性能的优劣可以根据焊接窗口清晰展示。

Description

一种适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口和测量结构
技术领域
本发明涉及磁脉冲焊接技术领域，尤其涉及适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口和测量结构。
背景技术
连接技术在制造业中一直起着举足轻重的地位。而连接的种类也多种多样，例如：铆接、焊接、胶接、螺接等等。目前，金属焊接主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类，这在很大的程度上满足了人们对金属连接可靠性的要求。在传统的汽车车身连接中，焊接工艺被广泛的采用，极大地促进了汽车行业的发展。随着时代的发展与科技的进步，环境保护与资源节约走进了时代的课题。传统的以钢材为主导汽车车身已经不在适用时代发展的需求，汽车车身逐步采用铝镁合金等轻金属代替一些钢结构，甚至，奥迪公司已经设计出一款奥迪A8全铝车身。虽然质量轻的新型车身可以起到节能减排的目的，但是这种车身由于采用铝钢异种金属，难以通过传统的焊接工艺实现可靠的连接。
磁脉冲焊接是一种先进且环保的新型连接技术。其原理类似于爆炸焊，都是飞板在冲击力的作用下，以一个极大的速度撞击基板，使两种材料在接触的瞬间表面熔融，在亥姆霍兹失稳定理的作用下，两种材料接触表面迅速形成一种原子间结合的波形焊接界面，使两种材料焊接在一起。磁脉冲焊接不同于爆炸焊的是作用于飞板冲击力的来源不同，爆炸焊的冲击力来源于炸药的爆炸，而磁脉冲焊接的作用力是由于充电电容瞬间释放高频电流使放置于线圈上的飞板受到洛伦兹力。众所周知，传统焊接工艺对于同种金属或者物理性质相近的金属具有很大的焊接优势，但是当焊接铝铜、铝钢等性质差异较大的金属连接没有任何的优势。磁脉冲焊接相比于传统的焊接技术，可以使铝-钢、铝-铜等异种金属具有更加优异的焊接性能，并且在焊接过程不会产生污染性气体等。因此，其未来在汽车等领域具有很大的发展前景。
目前，磁脉冲焊接领域的研究越来越引起人们广泛的重视。碰撞速度与碰撞间距是影响磁脉冲焊接性能的最重要因素，这一观点已被广泛研究者所认同。但是对于碰撞速度与碰撞间距如何同时影响焊接性能的探究没有给予详细的描述。这是目前对于磁脉冲板焊的研究产生了很大的障碍。
因此，需要一种能够易于观测出磁脉冲板焊性能与碰撞速度、碰撞间距关系的焊接窗口。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺陷，提供了一种适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口；
还提供了一种测量结构。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其实现方法如下：
第一步：获取两金属板件碰撞速度和碰撞角，并获取对应的焊接后焊接质量数据；
第二步：重复上一步，获得多组数据，依据该多组数据建立三维模型；
第三步：根据焊接质量数据在三维模型中设定优质焊接标准平面和劣质焊接标准平面。
本发明所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其中：还包括方法：输入两金属板件实际碰撞速度和碰撞角，获得所述三维模型中对应的焊接质量数据平面，并将该焊接质量数据平面与所述优质焊接标准平面以及所述劣质焊接标准平面比对，不低于所述优质焊接标准平面则为优质焊接，不高于所述劣质焊接标准平面则为未焊接，位于所述优质焊接标准平面以及所述劣质焊接标准平面之间则为已焊接但不符合行业要求。
本发明所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其中：所述第一步中，两金属板件分别为基板和飞板；所述基板上搭载有PDV探针；在焊接的过程中，所述PDV探针接受到所述飞板运动的信号传递给PDV处理设备，所述PDV处理设备计算出所述飞板的碰撞速度。
本发明所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其中：所述基板上设置有第一安装孔，所述PDV探针竖直安装在所述第一安装孔内。
本发明所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其中：所述飞板的焊接位置安置于线圈的正上方，在二者中间有一层绝缘层。
本发明所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其中：所述基板与所述飞板的中间放置多块相同厚度的垫片；多块所述垫片围合区域为焊接区域。
本发明所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其中：在所述飞板的焊接接头的正上方安装保证焊接安全性与可靠性的压块；所述压块上设置有与所述第一安装孔同轴的第二安装孔。
本发明所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其中：所述基板与所述飞板的中间放置两块相同厚度的垫块，两块所述垫块之间区域为搭接区域，所述触碰角计算公式为：
其中，α为碰撞角，h为所述基板到所述飞板之间间距，l为两块所述垫块之间间距。
一种测量结构，用于实现上述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其中：包括基板、飞板、线圈和PDV处理设备；所述基板与所述飞板的中间放置两块垫片，两个所述垫片之间区域为搭接区域；所述飞板的焊接位置安置于所述线圈的正上方，在二者中间有一层绝缘层；所述基板上搭载有PDV探针；在焊接的过程中，所述PDV探针接受到所述飞板运动的信号传递给PDV处理设备。
本发明所述的测量结构，其中，所述飞板的焊接接头的正上方安装有压块；在所述基板与所述压块上各钻有一同轴小孔，所述PDV处理设备的PDV探针竖直安装在两同轴小孔处。
实施本发明的，具有以下有益效果：易于观测出磁脉冲板焊性能与碰撞速度、碰撞间距关系的焊接窗口，金属板件间的焊接性能的优劣可以根据焊接窗口清晰展示。
附图说明
图1是本发明实施例一适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口流程图；
图2是本发明实施例一适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口建模示意图；
图3是本发明实施例一适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口检测结构示意图；
图4是本发明实施例一适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口碰撞前示意图；
图5是本发明实施例一适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口碰撞过程示意图。
图中：1：基板；2：飞板；3：PDV探针；4：PDV处理设备；5：线圈；6：垫片；7：压块；8：绝缘层；10：第一安装孔；70：第二安装孔；100：优质焊接标准平面；101：劣质焊接标准平面。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，同时参阅图2-5，本发明实施例提供的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其实现方法如下：
S01：获取两金属板件碰撞速度和碰撞角，并获取对应的焊接后焊接质量数据；
S02：重复上一步，获得多组数据，依据该多组数据建立三维模型；
S03：根据焊接质量数据在三维模型中设定优质焊接标准平面100和劣质焊接标准平面101；
即可得到一种易于观测出磁脉冲板焊性能与碰撞速度、碰撞间距关系的焊接窗口，金属板件间的焊接性能的优劣可以根据焊接窗口清晰展示。
输入两金属板件实际碰撞速度和碰撞角，获得三维模型中对应的焊接质量数据平面，并将该焊接质量数据平面与优质焊接标准平面100以及劣质焊接标准平面101比对，不低于优质焊接标准平面100则为优质焊接，不高于劣质焊接标准平面101则为未焊接，位于优质焊接标准平面100以及劣质焊接标准平面101之间则为已焊接但不符合行业要求；便于进行数据输入与效果预判输出，便于进行参数调试。
优选的：第一步中，两金属板件分别为基板1和飞板2；基板1上搭载有PDV探针3；在焊接的过程中，PDV探针3接受到飞板2运动的信号传递给PDV处理设备4，PDV处理设备4计算出飞板2的碰撞速度；便于快速获得碰撞速度；
需要说明的是，碰撞速度可通过改变焊接时的放电能量进行调节；
优选的：基板1上设置有第一安装孔10，PDV探针3竖直安装在第一安装孔10内；便于PDV探针3的装配；PDV探针下部不超出第一安装孔10下端位置。
优选的：飞板2的焊接位置安置于线圈5的正上方，在二者中间有一层绝缘层8，保障焊接可靠性；线圈5为磁脉冲焊接设备的线圈。
优选的：基板1与飞板2的中间放置多块相同厚度的垫片6；多块垫片6围合区域为焊接区域；以保证获得一定的碰撞速度。
优选的：在飞板2的焊接接头的正上方安装保证焊接安全性与可靠性的压块7；压块7上设置有与第一安装孔10同轴的第二安装孔70；装配方便，可靠性好。
优选的：基板1与飞板2的中间放置两块相同厚度的垫块6，两块垫块6之间区域为搭接区域，触碰角计算公式为：
其中，α为碰撞角，h为基板到飞板之间间距，l为两块垫块之间间距；
通过调节垫片的厚度，改变基板与飞板的间距，从而改变触碰角大小；
需要说明的是，此处垫块与上文中的垫片为同一部件。
实施例二
一种测量结构，用于实现上述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，如图3所示，包括基板1、飞板2、线圈5和PDV处理设备4；基板1与飞板2的中间放置两块垫片6，两个垫片6之间区域为搭接区域；飞板2的焊接位置安置于线圈5的正上方，在二者中间有一层绝缘层8；基板1上搭载有PDV探针3；在焊接的过程中，PDV探针3接受到飞板2运动的信号传递给PDV处理设备4；通过调节垫片高度或更换不同高度垫片，来调节基板与飞板间距，进而可以调整碰撞角；通过PDV探针即可获取飞板的碰撞速度。
如图3所示，飞板2的焊接接头的正上方安装有压块7；在基板1与压块7上各钻有一同轴小孔10、70，PDV处理设备4的PDV探针3竖直安装在两同轴小孔处；保障装配，以及检测稳定性；此处两个同轴小孔即为上文中的第一安装孔和第二安装孔。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其特征在于，实现方法如下：
第一步：获取两金属板件碰撞速度和碰撞角，并获取对应的焊接后焊接质量数据；
第二步：重复上一步，获得多组数据，依据该多组数据建立三维模型；
第三步：根据焊接质量数据在三维模型中设定优质焊接标准平面和劣质焊接标准平面。
2.根据权利要求1所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其特征在于：还包括方法：输入两金属板件实际碰撞速度和碰撞角，获得所述三维模型中对应的焊接质量数据平面，并将该焊接质量数据平面与所述优质焊接标准平面以及所述劣质焊接标准平面比对，不低于所述优质焊接标准平面则为优质焊接，不高于所述劣质焊接标准平面则为未焊接，位于所述优质焊接标准平面以及所述劣质焊接标准平面之间则为已焊接但不符合行业要求。
3.根据权利要求1或2所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其特征在于：所述第一步中，两金属板件分别为基板和飞板；所述基板上搭载有PDV探针；在焊接的过程中，所述PDV探针接受到所述飞板运动的信号传递给PDV处理设备，所述PDV处理设备计算出所述飞板的碰撞速度。
4.根据权利要求3所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其特征在于：所述基板上设置有第一安装孔，所述PDV探针竖直安装在所述第一安装孔内。
5.根据权利要求3所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其特征在于：所述飞板的焊接位置安置于线圈的正上方，在二者中间有一层绝缘层。
6.根据权利要求3所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其特征在于：所述基板与所述飞板的中间放置多块相同厚度的垫片；多块所述垫片围合区域为焊接区域。
7.根据权利要求4所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其特征在于：在所述飞板的焊接接头的正上方安装保证焊接安全性与可靠性的压块；所述压块上设置有与所述第一安装孔同轴的第二安装孔。
8.根据权利要求1或2所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其特征在于：所述基板与所述飞板的中间放置两块相同厚度的垫块，两块所述垫块之间区域为搭接区域，所述触碰角计算公式为：
其中，α为碰撞角，h为所述基板到所述飞板之间间距，l为两块所述垫块之间间距。
9.一种测量结构，用于实现如权利要求1-8任一项所述的适用于金属板件焊接的磁脉冲焊接窗口，其特征在于：包括基板、飞板、线圈和PDV处理设备；所述基板与所述飞板的中间放置两块垫片，两个所述垫片之间区域为搭接区域；所述飞板的焊接位置安置于所述线圈的正上方，在二者中间有一层绝缘层；所述基板上搭载有PDV探针；在焊接的过程中，所述PDV探针接受到所述飞板运动的信号传递给PDV处理设备。
10.根据权利要求9所述的测量结构，其特征在于，所述飞板的焊接接头的正上方安装有压块；在所述基板与所述压块上各钻有一同轴小孔，所述PDV处理设备的PDV探针竖直安装在两同轴小孔处。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112171046A (zh) * 2020-09-22 2021-01-05 华中科技大学 一种高速冲击焊接方法、焊接系统及应用
CN114713967A (zh) * 2022-05-12 2022-07-08 重庆科技学院 一种用于电磁脉冲焊接的真空装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101605626A (zh) * 2006-12-18 2009-12-16 Gm全球科技运作股份有限公司 用于片的磁脉冲焊接的方法和设备，具有相对于片平面以一定角度倾斜的至少一个附着区域的片；具有如此附着区域的车辆部分的部件
CN105014224A (zh) * 2015-08-14 2015-11-04 哈尔滨工业大学 一种异种金属板材的高速率变形连接方法与装置
CN106181016A (zh) * 2016-07-29 2016-12-07 西安交通大学 双金属层状复合板焊缝的电磁脉冲驱动焊接系统及方法
WO2017121592A1 (de) * 2016-01-13 2017-07-20 Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh Baugruppe mit mindestens zwei bauteilen einer abgasanlage und verfahren zum fügen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101605626A (zh) * 2006-12-18 2009-12-16 Gm全球科技运作股份有限公司 用于片的磁脉冲焊接的方法和设备，具有相对于片平面以一定角度倾斜的至少一个附着区域的片；具有如此附着区域的车辆部分的部件
CN105014224A (zh) * 2015-08-14 2015-11-04 哈尔滨工业大学 一种异种金属板材的高速率变形连接方法与装置
WO2017121592A1 (de) * 2016-01-13 2017-07-20 Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh Baugruppe mit mindestens zwei bauteilen einer abgasanlage und verfahren zum fügen
CN106181016A (zh) * 2016-07-29 2016-12-07 西安交通大学 双金属层状复合板焊缝的电磁脉冲驱动焊接系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
袁伟: "汽车车身铝钢金属板件磁脉冲焊接工艺研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112171046A (zh) * 2020-09-22 2021-01-05 华中科技大学 一种高速冲击焊接方法、焊接系统及应用
CN112171046B (zh) * 2020-09-22 2021-12-03 华中科技大学 一种高速冲击焊接方法、焊接系统及应用
CN114713967A (zh) * 2022-05-12 2022-07-08 重庆科技学院 一种用于电磁脉冲焊接的真空装置
CN114713967B (zh) * 2022-05-12 2023-11-10 重庆科技学院 一种用于电磁脉冲焊接的真空装置

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