CN112372133B - 搅拌工具的尺寸确定方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

搅拌工具的尺寸确定方法、装置、设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明为一种搅拌工具的尺寸确定方法、装置、设备及可读存储介质，该搅拌工具的尺寸确定方法包括：确定待焊工件的厚度，以及针对不同材质的搅拌工具，获得所述搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据；根据所述搅拌工具的结构尺寸数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，将拟合得到的曲线方程作为所述搅拌工具的工程模型；根据符合双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论的所述搅拌工具的结构尺寸，获得与所述工程模型相符的所述搅拌工具的实际结构尺寸数据，以确定所述搅拌工具的结构。本发明解决了如何能够针对特定厚度的待焊工件快速、高效地设计出搅拌工具的主要尺寸参数的技术问题。

Description

搅拌工具的尺寸确定方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本发明是关于一种焊接技术领域，进一步的，涉及一种搅拌工具的尺寸确定方法、装置、设备及可读存储介质，尤其涉及一种双轴肩搅拌摩擦焊用搅拌工具的尺寸确定方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
搅拌摩擦焊是一种固相焊接工艺。焊接过程中，搅拌头旋转插入待焊工件的同时，沿焊接方向移动。在物理摩擦的作用下，搅拌头使得附近的材料热塑化，并将焊接区的材料混合，最终形成致密的固相连接。
传统的单轴肩搅拌摩擦焊过程中，轴向压紧力是保证焊接质量的关键参数。因此，在焊接位置的背面提供有效的刚性支撑是实现良好焊接的必要条件。然而，对于封闭结构、中空结构等复杂结构而言，当无法提供刚性支撑时，单轴肩搅拌摩擦焊基本无法正常实施。对于双轴肩搅拌摩擦焊而言，在搅拌工具的结构中增设下轴肩，取代了单轴肩搅拌摩擦焊所需的背部刚性支撑，在无需轴向压紧力的条件下，即可实现中空复杂结构的搅拌摩擦焊。因此，双轴肩搅拌摩擦焊具有广阔的应用前景。
双轴肩搅拌摩擦焊的搅拌工具由上轴肩、搅拌针、下轴肩三个主要部分构成，其主要结构参数包括上轴肩直径、下轴肩直径、搅拌针直径、轴肩间距等。针对特定厚度的待焊工件，如何能够快速、高效地设计出焊接工具的主要结构参数，减少工具设计的迭代次数、降低开发成本、保证焊接质量，是双轴肩搅拌摩擦焊工艺研发过程中亟待解决的重点问题。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种搅拌工具的尺寸确定方法、装置、设备及可读存储介质，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种搅拌工具的尺寸确定方法、装置、设备及可读存储介质，可根据待焊工件的厚度，在搅拌工具的设计阶段预先计算出搅拌工具各主要结构的尺寸参数，简单高效，有效降低设计人员的劳动强度，减少搅拌工具设计的迭代次数，从而减少工具的开发周期，降低开发成本。
本发明的目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供了一种搅拌工具的尺寸确定方法，包括如下步骤：
确定待焊工件的厚度，以及针对不同材质的搅拌工具，获得所述搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据；
根据所述搅拌工具的结构尺寸数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，将拟合得到的曲线方程作为所述搅拌工具的工程模型；
根据符合双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论的所述搅拌工具的结构尺寸数据，获得与所述工程模型相符的所述搅拌工具的实际结构尺寸数据，以确定所述搅拌工具的结构。
在本发明的一较佳实施方式中，根据所述搅拌工具的结构尺寸数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，包括：
根据所述双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，获得所述搅拌工具在焊接时的理论结构特征数据；
根据所述理论结构特征数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，以得到所述搅拌工具的拟合曲线图。
在本发明的一较佳实施方式中，根据所述拟合曲线图，获得所述搅拌工具的工程模型为S1＝a×d+b；
其中：S1为拟合结构特征数据；d为所述待焊工件的厚度；a和b分别为根据所述拟合曲线图确定的第一拟合系数和第二拟合系数。
在本发明的一较佳实施方式中，根据符合双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论的所述搅拌工具的结构尺寸数据，获得与所述工程模型相符的所述搅拌工具的实际结构尺寸数据，包括：
根据所述双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，确定多组所述搅拌工具的实际结构特征数据；
分别比较各组所述实际结构特征数据与根据所述工程模型获得的拟合结构特征数据，获得与所述拟合结构特征数据之差最小的所述实际结构特征数据，作为所述搅拌工具的实际结构尺寸数据。
在本发明的一较佳实施方式中，根据所述双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，确定多组所述搅拌工具的实际结构特征数据，包括：
根据所述双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论确定所述搅拌工具的实际结构特征模型，所述实际结构特征模型由所述搅拌工具的上轴肩直径、所述搅拌工具的下轴肩直径、所述搅拌工具的搅拌针直径、以及所述上轴肩直径与所述下轴肩直径之间的轴肩间距确定。
在本发明的一较佳实施方式中，通过以下公式计算所述实际结构特征模型：S2＝R3 上+R3 下－R2 p(2Rp－3H)；
其中：S2为实际结构特征数据、R上为上轴肩直径、R下为下轴肩直径、Rp为搅拌针直径、H为轴肩间距。
在本发明的一较佳实施方式中，所述实际结构特征数据与所述拟合结构特征数据的比值大于或者等于4:5且小于或者等于6:5。
在本发明的一较佳实施方式中，所述搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据包括：所述搅拌工具的上轴肩直径、所述搅拌工具的下轴肩直径、所述搅拌工具的搅拌针直径、以及所述上轴肩直径与所述下轴肩直径之间的轴肩间距。
本发明提供了一种搅拌工具的尺寸确定装置，包括：
数据获取单元，用于确定待焊工件的厚度，以及针对不同材质的搅拌工具，获得所述搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据；
模型生成单元，用于根据所述搅拌工具的结构尺寸数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，将拟合得到的曲线方程作为所述搅拌工具的工程模型；
结构确定单元，用于根据符合双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论的所述搅拌工具的结构尺寸数据，获得与所述工程模型相符的所述搅拌工具的实际结构尺寸数据，以确定所述搅拌工具的结构。
在本发明的一较佳实施方式中，所述模型生成单元包括：
理论数据获取模块，用于根据所述双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，获得所述搅拌工具在焊接时的理论结构特征数据；
曲线拟合模块，用于根据所述理论结构特征数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，以得到所述搅拌工具的拟合曲线图。
在本发明的一较佳实施方式中，所述结构确定单元包括：
实际数据获取模块，用于根据所述双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，确定多组所述搅拌工具的实际结构特征数据；
实际数据确定模块，用于分别比较各组所述实际结构特征数据与根据所述工程模型获得的拟合结构特征数据，获得与所述拟合结构特征数据之差最小的所述实际结构特征数据，作为所述搅拌工具的实际结构尺寸数据。
本发明提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的搅拌工具的尺寸确定方法。
本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述搅拌工具的尺寸确定方法的计算机程序。
由上所述，本发明的搅拌工具的尺寸确定方法、装置、设备及可读存储介质的特点及优点是：针对不同材质的搅拌工具，获得搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据，并根据搅拌工具的结构尺寸数据、以及待焊工件的厚度，进行曲线拟合，并将拟合得到的曲线方程作为搅拌工具的工程模型；之后根据符合双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论的搅拌工具的结构尺寸，获得与工程模型相符的搅拌工具的实际结构尺寸数据，即可确定搅拌工具的结构尺寸，方法简单高效，为搅拌工具的生产提供数据参考，大大降低设计人员的劳动强度，能够有效减少搅拌工具的迭代次数，从而减少工具的开发周期，降低开发成本。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
其中：
图1：为本发明搅拌工具的尺寸确定方法的流程示意图之一。
图2：为本发明搅拌工具的尺寸确定方法的流程示意图之二。
图3：为本发明搅拌工具的尺寸确定方法的流程示意图之三。
图4：为本发明搅拌工具的尺寸确定装置的流程示意图之一。
图5：为本发明搅拌工具的尺寸确定装置的流程示意图之二。
图6：为本发明搅拌工具的尺寸确定装置的流程示意图之三。
图7：为本发明搅拌工具的尺寸确定方法中搅拌工具的材质为铝合金6061-T6时的拟合曲线的示意图。
本发明中的附图标号为：
10、数据获取单元； 20、模型生成单元；
21、理论数据获取模块； 22、曲线拟合模块；
30、结构确定单元； 31、实际数据获取模块；
32、实际数据确定模块。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施方式一
如图1所示，本发明提供了一种搅拌工具的尺寸确定方法，该搅拌工具的尺寸确定方法包括如下步骤：
步骤S101：确定待焊工件的厚度d，以及针对不同材质的搅拌工具，获得所述搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据。
进一步的，搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据包括：搅拌工具的上轴肩直径R上、搅拌工具的下轴肩直径R下、搅拌工具的搅拌针直径Rp、以及上轴肩直径与下轴肩直径之间的轴肩间距H。
步骤S102：根据搅拌工具的结构尺寸数据、以及待焊工件的厚度，进行曲线拟合，将拟合得到的曲线方程作为搅拌工具的工程模型。
进一步的，如图2所示，步骤S102包括：
步骤S201：根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，获得搅拌工具在焊接时的理论结构特征数据S。
步骤S202：根据理论结构特征数据S、以及待焊工件的厚度d，进行曲线拟合，以得到搅拌工具的拟合曲线图。
具体的，根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论可推导出双轴肩搅拌摩擦焊的热输入表达式为：
Figure GDA0003514533740000061
其中，Qf为搅拌工具与待焊工件之间的摩擦产热，Q上为搅拌工具的上轴肩与焊接工件之间的摩擦产热，Q下为搅拌工具的下轴肩与焊接工件之间的摩擦产热，Q针为搅拌工具的搅拌针与焊接工件之间的摩擦产热，ω为搅拌工具的转速，τ为搅拌工具与待焊工件单位面积上的摩擦力，R上为上轴肩直径，R下为下轴肩直径，Rp为搅拌针直径，H为搅拌针高度(即：轴肩间距)。
由上述双轴肩搅拌摩擦焊的热输入表达式可知决定焊接过程中热输入的参数中，除了由待焊工件材料决定的特性参数τ以及焊接工艺参数ω之外，搅拌工具的结构尺寸数据(包括上轴肩直径R上、下轴肩直径R下、搅拌针直径Rp和轴肩间距H)起着决定性作用，因此，定义搅拌工具的结构特征值方程为：
S＝R3 上+R3 下－R2 p(2Rp－3H)
其中，S为理论结构特征数据，R上为上轴肩直径、R下为下轴肩直径、Rp为搅拌针直径、H为轴肩间距。
由上式可知，搅拌工具的结构尺寸数据包括上轴肩直径R上、下轴肩直径R下、搅拌针直径Rp和轴肩间距H。
具体的，根据多组搅拌工具的结构尺寸数据(根据结构特征值方程计算得到的多组搅拌工具对应的理论结构特征数据S)，以及多组搅拌工具对应焊接工件的厚度值d，采用现有拟合图像绘制软件可直接绘制出拟合曲线图。
进一步的，根据拟合曲线图，获得搅拌工具的工程模型(即：曲线方程)为S1＝a×d+b；
其中：S1为拟合结构特征数据；d为所述待焊工件的厚度；a为根据拟合曲线图确定的第一拟合系数；b为根据拟合曲线图确定的第二拟合系数。
进一步的，将待焊工件的厚度d、第一拟合系数a以及第二拟合系数b分别带入工程模型S1＝a×d+b，即可求得拟合结构特征数据S1。
步骤S103：根据符合双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论的所述搅拌工具的结构尺寸，获得与所述工程模型相符的所述搅拌工具的实际结构尺寸数据，以确定所述搅拌工具的结构。
进一步的，如图3所示，步骤S103包括：
步骤S301：根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，确定多组搅拌工具的实际结构特征数据S2。
进一步的，根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论确定搅拌工具的实际结构特征模型，实际结构特征模型由搅拌工具的上轴肩直径R上、搅拌工具的下轴肩直径R下、搅拌工具的搅拌针直径Rp、以及上轴肩直径与下轴肩直径之间的轴肩间距H确定。
进一步，根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论可知，通过以下公式计算实际结构特征模型：S2＝R3 上+R3 下－R2 p(2Rp－3H)；
其中：S2为实际结构特征数据、R上为上轴肩直径、R下为下轴肩直径、Rp为搅拌针直径、H为轴肩间距。
根据多组实际结构特征模型可获得多组实际结构特征数据S2。
步骤S302：分别比较各组实际结构特征数据S2与根据工程模型获得的拟合结构特征数据S1，获得与拟合结构特征数据S1之差最小的实际结构特征数据S2，作为搅拌工具的实际结构尺寸数据。
进一步的，实际结构特征数据S2与拟合结构特征数据S1的比值大于或者等于4:5且小于或者等于6:5。
以下为本发明的一个具体实施例：待焊工件的厚度为2.5mm，搅拌工具的材质为铝合金6061-T6。
其中，材质为铝合金6061-T6的搅拌工具的统计数据，如下表1所示：
Figure GDA0003514533740000071
Figure GDA0003514533740000081
表1
表1中所显示的带焊工件的厚度d、上轴肩直径R上、下轴肩直径R下、搅拌针直径Rp和轴肩间距H均为现有研究结果，并可在现有资料中查找获得，其中的理论结构特征数据S为通过对应的上轴肩直径R上、下轴肩直径R下、搅拌针直径Rp和轴肩间距H以及结构特征值方程S＝R3 上+R3 下－R2 p(2Rp－3H)计算得到。
如图7所示，根据各组理论结构特征数据S以及对应的待焊工件的厚度d，可在坐标系中绘制出对应的多个位置点，而所要获得的拟合曲线图与各位置点之间的距离之和最短，图6中的虚线即为材质为铝合金6061-T6的搅拌工具的拟合曲线，拟合度达到0.965(即：r＝0.965)，r为拟合度。由拟合曲线图可知材质为铝合金6061-T6的搅拌工具的工程模型为：S1＝508.6d-703.1，其中，第一拟合系数a＝508.6、第二拟合系数b＝-703.1。
根据工程模型可知S1＝508.6×2.5-703.1，即用于焊接2.5mm厚度板材的搅拌工具的拟合结构特征数据S1为568.4。
当待焊工件厚度d为2.5mm时，经上述工程模型计算得到该搅拌工具标准的拟合结构特征数据S1为568.4，设计人员可基于计算得到该搅拌工具的拟合结构特征数据S1对搅拌工具的各主要结构尺寸数据(即：上轴肩直径R上、下轴肩直径R下、搅拌针直径Rp和轴肩间距H)进行拟定设计，拟定设计的各主要结构尺寸数据为多组(本实施例中为3组)，如下表2所示：
编号 R<sub>上</sub>(mm) R<sub>下</sub>(mm) H(mm) R<sub>p</sub>(mm)
1 16 16 2.3 6
2 12 12 2.3 6
3 14 12 2.3 6/4.5
表2
其中：编号3中，搅拌工具的搅拌针为圆锥状结构，靠近上轴肩一侧的搅拌针的直径为6mm，靠近下轴肩一侧的搅拌针的直径为4.5mm。
由表2可知，分别将编号1至编号3中的各结构尺寸数据带入至实际结构特征模型：S2＝R3 上+R3 下－R2 p(2Rp－3H)中，可求得编号1中拟定的各结构尺寸数据对应的搅拌工具的实际结构特征数据S2为1032；编号2中拟定的各结构尺寸数据对应的搅拌工具的实际结构特征数据S2为440；编号3中拟定的各结构尺寸数据对应的搅拌工具的实际结构特征数据S2为552。
再分别将编号1至编号3中的各结构尺寸数据对应的搅拌工具的实际结构特征数据S2分别与经工程特征模型得到该搅拌工具标准的拟合结构特征数据S1(S1为568.4)进行比较。编号1中拟定的各结构尺寸数据对应的搅拌工具的实际结构特征数据S2为1032，明显过大(即：超出符合焊接要求的拟合结构特征数据S1的条件范围)，在焊接试验过程中容易出现热输入过大的情况，因此不选择编号1中拟定的各结构尺寸数据设计该搅拌工具；编号2中拟定的各结构尺寸数据对应的搅拌工具的实际结构特征数据S2为440，明显过小(即：超出符合焊接要求的拟合结构特征数据S1的条件范围)，在焊接试验过程中容易出现热输入不足的情况，因此不选择编号2中拟定的各结构尺寸数据设计该搅拌工具；编号3中拟定的各结构尺寸数据对应的搅拌工具的实际结构特征数据S2为552，在符合焊接要求的拟合结构特征数据S1的条件范围内，因此可按编号3中拟定的各结构尺寸数据设计搅拌工具，该搅拌工具成型后即可直接对厚度为2.5mm的待焊工件进行双轴肩搅拌摩擦焊作业。
本发明的搅拌工具的尺寸确定方法的特点及优点是：
该搅拌工具的尺寸确定方法，在确定搅拌工具的材质以及待焊工件的厚度d之后，根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论、搅拌工具的材质以及搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据建立搅拌工具的工程模型，从而得到该搅拌工具对应的拟合曲线图以及工程模型，再根据该搅拌工具的工程模型以及待焊工件的厚度d，获得该搅拌工具的拟合结构特征数据S1，根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论确定多组搅拌工具的实际结构特征数据S2，将各实际结构特征数据S2分别与拟合结构特征数据S1进行比较(符合焊接要求的实际结构特征数据S2的条件：实际结构特征数据S2与拟合结构特征数据S1的比值大于或者等于4:5且小于或者等于6:5)，即可预先确定搅拌工具的尺寸参数，该方法简单高效，能够为搅拌工具的生产提供数据参考，大大降低设计人员的劳动强度，能够有效减少搅拌工具的迭代次数，从而减少工具的开发周期，降低开发成本，适于在双轴肩搅拌摩擦焊领域推广使用。
实施方式二
如图4所示，本发明提供了一种搅拌工具的尺寸确定装置，该搅拌工具的尺寸确定装置包括：
数据获取单元10，用于确定待焊工件的厚度，以及针对不同材质的搅拌工具，获得搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据；搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据包括：搅拌工具的上轴肩直径R上、搅拌工具的下轴肩直径R下、搅拌工具的搅拌针直径Rp、以及上轴肩直径与下轴肩直径之间的轴肩间距H。
模型生成单元20，用于根据搅拌工具的结构尺寸数据、以及待焊工件的厚度，进行曲线拟合，将拟合得到的曲线方程作为搅拌工具的工程模型。
结构确定单元30，用于根据符合双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论的搅拌工具的结构尺寸数据，获得与工程模型相符的搅拌工具的实际结构尺寸数据，以确定搅拌工具的结构。
在本发明的一个可选实施例中，如图5所示，模型生成单元20包括：
理论数据获取模块21，用于根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，获得搅拌工具在焊接时的理论结构特征数据S。
曲线拟合模块22，用于根据理论结构特征数据S、以及待焊工件的厚度d，进行曲线拟合，以得到搅拌工具的拟合曲线图。
根据拟合曲线图，获得搅拌工具的工程模型为S1＝a×d+b；
其中：S1为拟合结构特征数据；d为待焊工件的厚度；a为根据拟合曲线图确定的第一拟合系数；b为根据拟合曲线图确定的第二拟合系数。
进一步的，将待焊工件的厚度d、第一拟合系数a以及第二拟合系数b分别带入工程模型S1＝a×d+b，即可求得拟合结构特征数据S1。
在本发明的一个可选实施例中，如图6所示，结构确定单元30包括：
实际数据获取模块31，用于根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，确定多组搅拌工具的实际结构特征数据S2。
进一步的，根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论确定搅拌工具的实际结构特征模型，实际结构特征模型由搅拌工具的上轴肩直径R上、搅拌工具的下轴肩直径R下、搅拌工具的搅拌针直径Rp、以及上轴肩直径与下轴肩直径之间的轴肩间距H确定。
进一步的，通过以下公式计算所述实际结构特征模型：S2＝R3 上+R3 下－R2 p(2Rp－3H)；
其中：S2为实际结构特征数据、R上为上轴肩直径、R下为下轴肩直径、Rp为搅拌针直径、H为轴肩间距。
实际数据确定模块32，用于分别比较各组实际结构特征数据S2与根据所述工程模型获得的拟合结构特征数据S1，获得与拟合结构特征数据S1之差最小的实际结构特征数据S2，作为搅拌工具的实际结构尺寸数据。
进一步的，实际结构特征数据S2与拟合结构特征数据S1的比值大于或者等于4:5且小于或者等于6:5。
本发明的搅拌工具的尺寸确定装置的特点及优点是：
该搅拌工具的尺寸确定装置能够在生产双轴肩搅拌摩擦焊用搅拌工具之前，预先确定搅拌工具的尺寸数据，能够为搅拌工具的生产提供数据参考，大大降低设计人员的劳动强度，能够有效减少搅拌工具的迭代次数，从而减少工具的开发周期，降低开发成本。
实施方式三
本发明提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的搅拌工具的尺寸确定方法。
具体的，该计算机设备可以是计算机终端、服务器或者类似的运算装置。
实施方式四
本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有执行上述搅拌工具的尺寸确定方法的计算机程序。
具体的，计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机可读存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读存储介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种搅拌工具的尺寸确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定待焊工件的厚度，以及针对不同材质的搅拌工具，获得所述搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据；
根据所述搅拌工具的结构尺寸数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，将拟合得到的曲线方程作为所述搅拌工具的工程模型；
所述搅拌工具的工程模型为S1＝a×d+b；
其中：S1为拟合结构特征数据；d为所述待焊工件的厚度；a和b分别为根据所述拟合曲线图确定的第一拟合系数和第二拟合系数；
根据双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论确定所述搅拌工具的实际结构特征模型，所述实际结构特征模型由所述搅拌工具的上轴肩直径、所述搅拌工具的下轴肩直径、所述搅拌工具的搅拌针直径、以及所述上轴肩直径与所述下轴肩直径之间的轴肩间距确定；
所述实际结构特征模型：S2＝R3 上+R3 下－R2 p(2Rp－3H)；
其中：S2为实际结构特征数据、R上为上轴肩直径、R下为下轴肩直径、Rp为搅拌针直径、H为轴肩间距；
分别比较各组所述实际结构特征数据与根据所述工程模型获得的拟合结构特征数据，获得与所述拟合结构特征数据之差最小的所述实际结构特征数据，作为所述搅拌工具的实际结构尺寸数据。
2.如权利要求1所述的搅拌工具的尺寸确定方法，其特征在于，根据所述搅拌工具的结构尺寸数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，包括：
根据所述双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，获得所述搅拌工具在焊接时的理论结构特征数据；
根据所述理论结构特征数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，以得到所述搅拌工具的拟合曲线图。
3.如权利要求2所述的搅拌工具的尺寸确定方法，其特征在于，所述实际结构特征数据与所述拟合结构特征数据的比值大于或者等于4:5且小于或者等于6:5。
4.如权利要求1所述的搅拌工具的尺寸确定方法，其特征在于，所述搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据包括：所述搅拌工具的上轴肩直径、所述搅拌工具的下轴肩直径、所述搅拌工具的搅拌针直径、以及所述上轴肩直径与所述下轴肩直径之间的轴肩间距。
5.一种应用权利要求1至4中任一项搅拌工具的尺寸确定方法的搅拌工具的尺寸确定装置，其特征在于，包括：
数据获取单元，用于确定待焊工件的厚度，以及针对不同材质的搅拌工具，获得所述搅拌工具在焊接时的结构尺寸数据；
模型生成单元，用于根据所述搅拌工具的结构尺寸数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，将拟合得到的曲线方程作为所述搅拌工具的工程模型；
结构确定单元，用于根据符合双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论的所述搅拌工具的结构尺寸数据，获得与所述工程模型相符的所述搅拌工具的实际结构尺寸数据，以确定所述搅拌工具的结构。
6.如权利要求5所述的搅拌工具的尺寸确定装置，其特征在于，所述模型生成单元包括：
理论数据获取模块，用于根据所述双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，获得所述搅拌工具在焊接时的理论结构特征数据；
曲线拟合模块，用于根据所述理论结构特征数据、以及所述待焊工件的厚度，进行曲线拟合，以得到所述搅拌工具的拟合曲线图。
7.如权利要求5所述的搅拌工具的尺寸确定装置，其特征在于，所述结构确定单元包括：
实际数据获取模块，用于根据所述双轴肩搅拌摩擦焊的热输入理论，确定多组所述搅拌工具的实际结构特征数据；
实际数据确定模块，用于分别比较各组所述实际结构特征数据与根据所述工程模型获得的拟合结构特征数据，获得与所述拟合结构特征数据之差最小的所述实际结构特征数据，作为所述搅拌工具的实际结构尺寸数据。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一项所述的搅拌工具的尺寸确定方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一项所述搅拌工具的尺寸确定方法的计算机程序。
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