CN113146017A - 一种搅拌摩擦焊机垫板、温控系统及搅拌摩擦焊机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接技术领域,提供一种推门机构,包括:所述搅拌摩擦焊机垫板包括主体以及设置在所述主体一侧的测温控制器,所述主体包括:第一支撑层、第二支撑层以及设置在所述第一支撑层与所述第二支撑层之间的测温层,所述第一支撑层与焊件直接接触,所述第一支撑层所述第二支撑层平行,所述测温层所述第一支撑层平行;在所述测温层上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元,所述可编码测温单元与所述测温控制器进行信号连接。测温层上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元,可以根据任意形状的焊缝进行调整,上述测温控制器可以根据不同的焊缝形状,编码出对应的测温路线,能够适应不同形状的焊缝,适应性广。

Description

一种搅拌摩擦焊机垫板、温控系统及搅拌摩擦焊机
技术领域
本发明属于焊接技术领域,尤其涉及一种搅拌摩擦焊机垫板、温控系统及搅拌摩擦焊机。
背景技术
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)作为一种先进的固相连接技术,已经在航空航天、轨道交通、造船、国防工业等领域获得了广泛的应用。搅拌摩擦焊是通过复杂的“热—力耦合”作用来实现,焊接温度场是与“热—力耦合”最密切相关的参数,对焊接过程中的塑性流动、接头最终组织与性能都有重要影响,在一些设备情况下,比如设备转动功率或搅拌头强度不够的情况下,会对焊件进行一个温度补偿,使得焊件的温度升高到一定的程度,降低焊件对于设备转动功率或搅拌头强度的要求,但这样的温度补偿需要做到非常的精准,避免焊件的焊缝在还没有进行搅拌摩擦时就产生塑性流动,导致固相连接失败,因此,在对焊件进行温度补偿时,需要准确的测量焊件的焊缝温度,在现有的测温方式中,需要针对不同的焊缝设计不同的测温方案,再将温度传感器设置在待测温的位置,适应性较差。
发明内容
本发明实施例提供一种推门机构,旨在解决在现有的测温方式中,需要针对不同的焊缝设计不同的测温方案,再将温度传感器设置在待测温的位置,适应性较差的问题。
本发明实施例提供一种搅拌摩擦焊机垫板,其特征在于,所述垫板包括主体以及设置在所述主体一侧的测温控制器,所述主体包括:第一支撑层、第二支撑层以及设置在所述第一支撑层与所述第二支撑层之间的测温层,所述第一支撑层与焊件直接接触,所述第一支撑层所述第二支撑层平行,所述测温层所述第一支撑层平行;
在所述测温层上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元,所述可编码测温单元与所述测温控制器进行信号连接;
所述测温控制器在收集所述可编码测温单元所采集到温度数据的之前,还根据焊件的焊缝形状对所述可编码测温单元进行开关编码,得到适应于所述焊缝形状的测温路线,所述测温路线上的可编码测温单元被编码为开启状态。
可选的,所述第一支撑层与所述第二支撑层为一体成型,所述第一支撑层与所述第二支撑层之间形成容纳腔,所述测温层滑动设置于所述容纳腔之内。
可选的,所述第二支撑层外边缘设置有环形支撑台,所述第一支撑层与所述测温层为模块化整体,所述模块化整体设置在所述环形支撑台的内部。
本发明实施例还提供一种搅拌摩擦焊机的温控系统,所述温控系统包括主控制器以及与所述主控制器信号连接的辅助温度装置,所述主控制器与本发明实施例中任一所述的搅拌摩擦焊机垫板中的测温控制器信号连接;
在搅拌摩擦焊工作过程中,所述主控制器获取所述测温控制器所收集到的可编码测温单元所采集到温度数据,并根据所述温度数据控制所述辅助温度装置对焊件的焊缝进行温度补偿。
可选的,所述主控制器实时获取所述温度数据,所述温度数据为测温路线上各个可编码测温单元的实时温度序列。
可选的,所述主控制器根据所述实时温度序列,实时计算搅拌摩擦焊工作过程中,所述焊件的焊缝在轴肩正下方温度、在沿所述焊件的焊缝在待焊方向的轴肩前方温度、以及在沿所述焊件的焊缝在已焊方向的轴肩后方温度,根据所述轴肩正下方温度、所述轴肩前方温度以及所述轴肩后方温度,控制所述辅助温度装置对所述焊件的焊缝进行实时温度补偿。
可选的,所述辅助温度装置为多个,主控制器根据所述实时温度序列,实时计算搅拌摩擦焊工作过程中各个测温点的温度数据,并根据各个测温点的温度数据,控制所述辅助温度装置对所述各个测温点进行实时温度补偿,一个测温点对应一个可编码测温单元。
可选的,还包括焊缝扫描装置,所述焊缝扫描装置与所述测温控制器信号连接,所述焊缝扫描装置用于扫描焊件的焊缝形状,并生成适应于所述焊缝形状的测温路线编码信息,所述测温控制器根据所述测温路线编码信息,对所述可编码测温单元进行开关编码。
本发明实施例还提供一种搅拌摩擦焊机,所述搅拌摩擦焊机包括夹板、垫板、搅拌摩擦装置以及温控系统,其中,所述夹板设置在所述垫板的两侧,用于将焊件刚性的固定在所述垫板上,所述垫板为本发明实施例提供的任一所述的搅拌摩擦焊机垫板,所述搅拌摩擦装置包括搅拌头与轴肩,所述搅拌头插入焊件的焊缝中进行搅拌摩擦,所述轴肩在焊件的表面进行旋转摩擦,所述温控系统为本发明实施例提供的任一所述的搅拌摩擦焊机的温控系统。
可选的,更换新垫板时,以所述新垫板中可编码测温单元的矩阵坐标对所述搅拌摩擦装置以及温控系统的坐标参数进行配准。
本发明实施例通过第一支撑层、第二支撑层对焊件起到支撑作用,并在垫板主体中增加测温层与测温控制器,使得垫板可以对焊件的焊缝进行测温,测温层上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元,可以根据任意形状的焊缝进行调整,上述测温控制器可以根据不同的焊缝形状,编码出对应的测温路线,能够适应不同形状的焊缝,适应性广,而且通过测温控制器可以实现软件的嵌入,使得测温的准确度更高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种搅拌摩擦焊的工作示意图;
图1a是本发明实施例提供的一种搅拌摩擦焊机垫板的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种搅拌摩擦焊机垫板中主体的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种搅拌摩擦焊机垫板中主体的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的一种搅拌摩擦焊机的温控系统的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种温度序列的示意图;
图6是本发明实施例提供的一种焊缝形状投影为测温路线编码信息的示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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。
本申请通过第一支撑层、第二支撑层对焊件起到支撑作用,并在垫板主体中增加测温层与测温控制器,使得垫板可以对焊件的焊缝进行测温,测温层上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元,可以根据任意形状的焊缝进行调整,上述测温控制器可以根据不同的焊缝形状,编码出对应的测温路线,能够适应不同形状的焊缝,适应性广,而且通过测温控制器可以实现软件的嵌入,使得测温的准确度更高。
实施例一
参见附图1和附图1a,附图1是本发明实施例提供的一种搅拌摩擦焊的工作示意图,附图1a是本发明实施例提供的一种搅拌摩擦焊机垫板的结构示意图。通过提供一种搅拌摩擦焊机垫板,搅拌摩擦焊机垫板包括所述垫板包括主体100以及设置在所述主体一侧的测温控制器101,所述主体100包括:第一支撑层102、第二支撑层103以及设置在所述第一支撑层102与所述第二支撑层103之间的测温层104,所述第一支撑层102与焊件200直接接触,所述第一支撑层102所述第二支撑层103平行,所述测温层104所述第一支撑层102 平行;在所述测温层104上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元1041,所述可编码测温单元1041与所述测温控制器101进行信号连接;所述测温控制器 101在收集所述可编码测温单元1041所采集到温度数据的之前,还根据焊件200 的焊缝201形状对所述可编码测温单元1041进行开关编码,得到适应于所述焊缝201形状的测温路线,所述测温路线上的可编码测温单元1041被编码为开启状态,所述测温路线与搅拌头301301前进方向大体一致。
在本发明实施例中,所述第一支撑层102与所述第二支撑层103用于对焊件200进行支撑,需要说明的是,所述搅拌摩擦焊机垫板与搅拌摩擦焊机的夹板共同对焊件200进行夹装固定。
进一步的,所述第一支撑层102与所述第二支撑层103为大小相同的矩形刚性板材,以对焊件200进行刚性支撑。
进一步的,所述测温层104与所述测温控制器101为一体的模块化结构,具体的,所述测温层104与所述测温控制器101可以是基于矩阵控制电路的电路板,比如可以是基于MAX6610、MAX6611等矩阵控制电路的电路板,更进一步的,上述测温层104与所述测温控制器101为基于刚性电路板进行印刷得到的矩阵控制电路。在所述测温层104上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元1041,即在所述搅拌摩擦焊机垫板有n*m个测温点。
进一步的,所述可编码测温单元1041通过所述测温控制器101进行开关编码,比如,一个可编码测温单元1041的编码数字为1,则表示该个可编码测温单元1041为开启状态,一个可编码测温单元1041的编码数字为0,则表示该个可编码测温单元1041为关闭状态。在本发明实施例中,可以根据可编码测温单元1041的开关编码,得到符合焊缝201形状的测温路线。
更进一步的,各个可编码测温单元1041之间的距离为根据搅拌摩擦焊机中的轴肩300300半径进行设置,具体的,相邻两个可编码测温单元1041之间的距离可以设置为0.25r到0.5r之间,其中,r为搅拌摩擦焊机中的轴肩300半径,这样,可以保证在轴肩300区域范围内,有足够数量的测温点。
在本发明实施例中,所述可编码测温单元1041可以是非接触式测温单元,比如红外测温单元。所述可编码测温单元1041也可以是接触式测温单元,比如热电偶。需要说明的是,当可编码测温单元1041为接触式测温单元时,所述第一支撑层102上设置有对应于可编码测温单元1041的测温孔,以使接触式测温单元的接触端可以与焊件200的焊缝201表面进行接触,从而直接对焊件200 的焊缝201进行温度测量。
具体地,结合附图2,附图2是本发明实施例提供的一种搅拌摩擦焊机垫板中主体100的结构示意图。所述主体100包括第一支撑层102与第二支撑层 103,所述第一支撑层102与所述第二支撑层103为一体成型,所述第一支撑层 102与所述第二支撑层103之间形成容纳腔,在所述第二支撑层103有一侧开有插槽1031,通过所述插槽1031使得所述测温层104滑动设置于所述容纳腔之内。
进一步的,所述测温层104与所述测温控制器101为一体的模块化结构,这样,可以根据焊件200的精度需求,为搅拌摩擦焊机垫板更换对应的测温层 104,不同精度需求对应不同可编码测温单元1041的分辨率,比如,在精度需求较低时,相邻两个可编码测温单元1041之间的距离可以是0.5r,可编码测温单元1041的分辨率可以是n*m,在精度需求较高时,相邻两个可编码测温单元 1041之间的距离可以是0.25r,对应可编码测温单元1041的分辨可以是2n*2m。进一步的,在对搅拌摩擦焊机垫板进行固定时,只需要对第一支撑层102与第二支撑层103进行固定即可,由于通过测温层104滑动于所述容纳腔之内,使得测温层104的更换更方便。另外,第一支撑层102与第二支撑层103一体成型,可以保证搅拌摩擦焊机垫板的结构强度。
具体地,结合附图3,附图3是本发明实施例提供的另一种搅拌摩擦焊机垫板中主体100的结构示意图。所述主体100包括第一支撑层102与第二支撑层103,所述第二支撑层103外边缘设置有环形支撑台,所述第一支撑层102 与所述测温层104为模块化整体,所述模块化整体设置在所述环形支撑台的内部。环形支撑台上可以安装搅拌摩擦焊机的夹板。
进一步的,所述模块化整体包括第一支撑层102、测温层104以及测温控制器101。同样的,可以根据焊件200的精度需求,为搅拌摩擦焊机垫板更换对应的模块化整体,不同精度需求对应不同可编码测温单元1041的分辨率,比如,在精度需求较低时,相邻两个可编码测温单元1041之间的距离可以是0.5r,可编码测温单元1041的分辨率可以是n*m,在精度需求较高时,相邻两个可编码测温单元1041之间的距离可以是0.25r,对应可编码测温单元1041的分辨可以是2n*2m。进一步的,在对搅拌摩擦焊机垫板进行固定时,只需要对第二支撑层103进行固定即可,通过所述第二支撑层103的环形支撑台对所述模块化整体进行限位。所述第二支撑层103的厚度大于所述模块化整体的厚度,使得第二支撑层103的固定效果更好。
在本发明实施例中,通过第一支撑层、第二支撑层对焊件起到支撑作用,并在垫板主体中增加测温层与测温控制器,使得垫板可以对焊件的焊缝进行测温,测温层上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元,可以根据任意形状的焊缝进行调整,上述测温控制器可以根据不同的焊缝形状,编码出对应的测温路线,能够适应不同形状的焊缝,适应性广,对焊件的焊缝位置没有要求。
实施例二
参见附图4所示,附图4是本发明实施例提供的一种搅拌摩擦焊机的温控系统的结构示意图。所述温控系统包括主控制器以及与所述主控制器信号连接的辅助温度装置,所述主控制器与实施例一中任一所述的搅拌摩擦焊机垫板中的测温控制器信号连接;在搅拌摩擦焊工作过程中,所述主控制器获取所述测温控制器所收集到的可编码测温单元所采集到温度数据,并根据所述温度数据控制所述辅助温度装置对焊件的焊缝进行温度补偿。
在本发明实施例中,搅拌摩擦焊机垫板包括主体以及设置在所述主体一侧的测温控制器,所述主体包括:第一支撑层、第二支撑层以及设置在所述第一支撑层与所述第二支撑层之间的测温层,所述第一支撑层与焊件直接接触,所述第一支撑层所述第二支撑层平行,所述测温层所述第一支撑层平行;在所述测温层上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元,所述可编码测温单元与所述测温控制器进行信号连接;所述测温控制器在收集所述可编码测温单元所采集到温度数据的之前,还根据焊件的焊缝形状对所述可编码测温单元进行开关编码,得到适应于所述焊缝形状的测温路线,所述测温路线上的可编码测温单元被编码为开启状态。
所述主控制器与测温控制器进行信号连接,所述主控制器可以是微处理器。具体的,在搅拌摩擦焊的过程中,搅拌头与轴肩通过驱动装置进行驱动,使得搅拌头与轴肩高速旋转且沿焊缝方向进行前进,搅拌过程中,搅拌头插入焊缝中对焊件进行旋转搅拌,利用旋转摩擦产生的热进行固相焊接,轴肩则在焊缝表面上进行旋转摩擦,对焊缝进行平整。
所述辅助温度装置可以是升温装置和降温装置,在本发明实施例中,可以通过对焊件进行升温,使得焊件的温度升高到一定的程度,从而降低焊件对于设备转动功率或搅拌头强度的要求。也可以对焊件进行降温,使得焊件的温度不会过高,避免焊件直接进入熔融状态,使固相焊接失败。
具体的,在进行搅拌摩擦的过程中,通过垫板中的可编码测温单元进行实时的温度采集,由于可编码测温单元经过测温控制器的开关编码,使得测温点分布于焊缝附近,所采集到的温度为焊缝的温度。
进一步的,所述主控制器实时获取所述温度数据,所述温度数据为测温路线上各个可编码测温单元的实时温度序列。在搅拌摩擦焊的过程中,搅拌头插入焊缝中沿焊缝前进行搅拌摩擦,因此,在不同的时刻,搅拌头与轴肩的位置是不同的,因此,实时温度序列也是不同的。所述实时温度序列是根据搅拌头与轴肩经过的先后序列进行排序,比如,一条焊缝对应的测温路线中,搅拌头与轴肩经过测温点的先后序列依次为A1、A3、A6、A7、A8、A13、A14、A15,则会将按A1、A3、A6、A7、A8、A13、A14、A15对应可编码测温单元采集到的实时温度进行排列,得到T1、T3、T6、T7、T8、T13、T14、T15。
进一步的,所述辅助温度装置为多个,主控制器根据所述实时温度序列,实时计算搅拌摩擦焊工作过程中各个测温点的温度数据,并根据各个测温点的温度数据,控制所述辅助温度装置对所述各个测温点进行实时温度补偿,一个测温点对应一个可编码测温单元。所述主控制器可以控制多个辅助温度装置同时对需要进行温度补偿的测温点进行实时温度补偿。所述温度补偿包括升温补偿与降温补偿,所述升温补偿主要是针对还没有搅拌头还没有经过的区域,所述降温补偿可以是针对搅拌头还没有经过的测温点,也可以是针对搅拌头已经经过的测温点。
进一步的,对于不同厚度与不同材料的焊件,根据专家经验,预先设置不同的温度指导序列,温度指导序列中包括各个测温点的指导温度,上述对测温点进行实时温度补偿,则是将实时温度序列中各个测温点的温度补偿到指导温度,若测温点的温度小于该测温点的指导温度,则对该测温点进行升温补偿,若测温点的温度大于该测温点的指导温度,则对该测温点进行降温补偿。
进一步的,所述主控制器根据所述实时温度序列,实时计算搅拌摩擦焊工作过程中,所述焊件的焊缝在轴肩正下方温度、在沿所述焊件的焊缝在待焊方向的轴肩前方温度、以及在沿所述焊件的焊缝在已焊方向的轴肩后方温度,根据所述轴肩正下方温度、所述轴肩前方温度以及所述轴肩后方温度,控制所述辅助温度装置对所述焊件的焊缝进行实时温度补偿。进一步的,对于不同厚度与不同材料的焊件,根据专家经验,预先设置不同的温度指导序列,温度指导序列中包括焊件的焊缝在轴肩正下方指导温度、轴肩前方指导温度以及轴肩后方指导温度,上述对轴肩正下方、轴肩前方、轴肩后方进行实时温度补偿,则是将实时温度序列中轴肩正下方、轴肩前方、轴肩后方的温度补偿到指导温度。
比如,如图5所示,在温度序列T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10、T11、 T12中,T6、T7、T8、T9、T10为轴肩正下方,T11、T12为轴肩前方,T4、 T5为轴肩后方,如果T6、T7、T8、T9、T10的温度低于轴肩正下方指导温度,则对测温点T6、T7、T8、T13、T14进行升温补偿,如果T11、T12的温度低于轴肩前方指导温度,则对测温点T11、T12进行升温补偿,如果T4、T5的温度高于轴肩后方指导温度,则对测温点T4、T5进行降温补偿。
进一步的,所述搅拌摩擦焊机的温控系统还包括焊缝扫描装置,所述焊缝扫描装置与所述测温控制器信号连接,所述焊缝扫描装置用于扫描焊件的焊缝形状,并生成适应于所述焊缝形状的测温路线编码信息,所述测温控制器根据所述测温路线编码信息,对所述可编码测温单元进行开关编码。在将焊件固定好之后,可以通过焊缝扫描装置对焊件的焊缝进行扫描,得到对应的焊缝形状。所述焊缝扫描装置可以是图形扫描装置,通过图像技术,识别得到焊件的焊缝形状,所述焊缝扫描装置也可以是超声波扫描装置,通过超声波扫描,得到焊件的焊缝形状。在得到焊缝的形状后,将焊缝的形状投影到搅拌摩擦焊机垫板对应可编码测温单元的分布矩阵中,如图6所示,得到适应于所述焊缝形状的测温路线编码信息,将测温路线编码信息发送到测温控制器,测温控制器控制测温路线上的可编码测温单元进行开启,保持测温路线上的可编码测温单元关闭。当然,在一些可能的实施例中,上述测温路线可以是用户在图形界面进行绘制得到,将用户绘制的测温路线转换为焊缝的形状并投影到搅拌摩擦焊机垫板对应可编码测温单元的分布矩阵中,得到适应于所述焊缝形状的测温路线编码信息,将测温路线编码信息发送到测温控制器。
在本发明实施例中,通过软硬件结合,使得测温路线可以根据任意形状的焊缝进行调整,上述测温控制器可以根据不同的焊缝形状,编码出对应的测温路线,能够适应不同形状的焊缝,适应性广,对焊件的焊缝位置没有要求。
实施例三
本发明实施例还提供一种搅拌摩擦焊机,所述搅拌摩擦焊机包括夹板、垫板、搅拌摩擦装置以及温控系统,其中,所述夹板设置在所述垫板的两侧,用于将焊件刚性的固定在所述垫板上,所述垫板为实施例中任一所述的搅拌摩擦焊机垫板,所述搅拌摩擦装置包括搅拌头与轴肩,所述搅拌头插入焊件的焊缝中进行搅拌摩擦,所述轴肩在焊件的表面进行旋转摩擦,所述温控系统为实施例二中任一所述的搅拌摩擦焊机的温控系统。
所述垫板与焊件下表面进行接触,限制所述焊件在垂直方向上的移动,所述夹板用于固定焊件的侧周边,限制所述焊件在水平方向上的移动。
进一步的,更换新垫板时,以所述新垫板中可编码测温单元的矩阵坐标对所述搅拌摩擦装置以及温控系统的坐标参数进行配准。具体的,更换新的测温层时,以所述新的测温层中可编码测温单元的矩阵坐标对所述搅拌摩擦装置以及温控系统的坐标参数进行配准。这样,可以通过规范可编码测温单元的矩阵坐标,使得所述搅拌摩擦装置以及温控系统的坐标参数具有唯一参考系,便于搅拌摩擦焊机的调节。具体的,可以在可编码测温单元的矩阵坐标上增加定位单元,比如激光定位单元、紫外光定位单元等,在更换新的测温层后,会先启动测温层中的定位单元发出定位信号,所述搅拌摩擦装置以及温控系统根据所述定位信号进行坐标参数的调整。
本发明实施例通过第一支撑层、第二支撑层对焊件起到支撑作用,并在垫板主体中增加测温层与测温控制器,使得垫板可以对焊件的焊缝进行测温,测温层上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元,可以根据任意形状的焊缝进行调整,上述测温控制器可以根据不同的焊缝形状,编码出对应的测温路线,能够适应不同形状的焊缝,适应性广,而且通过测温控制器可以实现软件的嵌入,使得测温的准确度更高。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。在本文中提及“更进一步地”意味着,在实施例中可进一步包含该特定的特征、结构或特性,其可以结合该实施例成为单独的一个优选方案,也可以结合多个成为另一个优选方案。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例或更进一步地实施例可以与其它实施例相结合。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种搅拌摩擦焊机垫板,其特征在于,所述搅拌摩擦焊机垫板包括主体以及设置在所述主体一侧的测温控制器,所述主体包括:第一支撑层、第二支撑层以及设置在所述第一支撑层与所述第二支撑层之间的测温层,所述第一支撑层与焊件直接接触,所述第一支撑层所述第二支撑层平行,所述测温层所述第一支撑层平行;
在所述测温层上成矩阵形式布置有n*m个可编码测温单元,所述可编码测温单元与所述测温控制器进行信号连接;
所述测温控制器在收集所述可编码测温单元所采集到温度数据的之前,还根据焊件的焊缝形状对所述可编码测温单元进行开关编码,得到适应于所述焊缝形状的测温路线,所述测温路线上的可编码测温单元被编码为开启状态。
2.如权利要求1所述的搅拌摩擦焊机垫板,其特征在于,所述第一支撑层与所述第二支撑层为一体成型,所述第一支撑层与所述第二支撑层之间形成容纳腔,所述测温层滑动设置于所述容纳腔之内。
3.如权利要求1所述的搅拌摩擦焊机垫板,其特征在于,所述第二支撑层外边缘设置有环形支撑台,所述第一支撑层与所述测温层为模块化整体,所述模块化整体设置在所述环形支撑台的内部。
4.一种搅拌摩擦焊机的温控系统,其特征在于,所述温控系统包括主控制器以及与所述主控制器信号连接的辅助温度装置,所述主控制器与权利要求1至3中任一所述的搅拌摩擦焊机垫板中的测温控制器信号连接;
在搅拌摩擦焊工作过程中,所述主控制器获取所述测温控制器所收集到的可编码测温单元所采集到温度数据,并根据所述温度数据控制所述辅助温度装置对焊件的焊缝进行温度补偿。
5.如权利要求4所述的搅拌摩擦焊机的温控系统,其特征在于,所述主控制器实时获取所述温度数据,所述温度数据为测温路线上各个可编码测温单元的实时温度序列。
6.如权利要求5所述的搅拌摩擦焊机的温控系统,其特征在于,所述主控制器根据所述实时温度序列,实时计算搅拌摩擦焊工作过程中,所述焊件的焊缝在轴肩正下方温度、在沿所述焊件的焊缝在待焊方向的轴肩前方温度、以及在沿所述焊件的焊缝在已焊方向的轴肩后方温度,根据所述轴肩正下方温度、所述轴肩前方温度以及所述轴肩后方温度,控制所述辅助温度装置对所述焊件的焊缝进行实时温度补偿。
7.如权利要求5所述的搅拌摩擦焊机的温控系统,其特征在于,所述辅助温度装置为多个,主控制器根据所述实时温度序列,实时计算搅拌摩擦焊工作过程中各个测温点的温度数据,并根据各个测温点的温度数据,控制所述辅助温度装置对所述各个测温点进行实时温度补偿,一个测温点对应一个可编码测温单元。
8.如权利要求6所述的搅拌摩擦焊机的温控系统,其特征在于,还包括焊缝扫描装置,所述焊缝扫描装置与所述测温控制器信号连接,所述焊缝扫描装置用于扫描焊件的焊缝形状,并生成适应于所述焊缝形状的测温路线编码信息,所述测温控制器根据所述测温路线编码信息,对所述可编码测温单元进行开关编码。
9.一种搅拌摩擦焊机,其特征在于,所述搅拌摩擦焊机包括夹板、垫板、搅拌摩擦装置以及温控系统,其中,所述夹板设置在所述垫板的两侧,用于将焊件刚性的固定在所述垫板上,所述垫板为权利要求1至3中任一所述的搅拌摩擦焊机垫板,所述搅拌摩擦装置包括搅拌头与轴肩,所述搅拌头插入焊件的焊缝中进行搅拌摩擦,所述轴肩在焊件的表面进行旋转摩擦,所述温控系统为权利要求4至8中任一所述的搅拌摩擦焊机的温控系统。
10.如权利要求9所述的搅拌摩擦焊机,其特征在于,更换新垫板时,以所述新垫板中可编码测温单元的矩阵坐标对所述搅拌摩擦装置以及温控系统的坐标参数进行配准。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5156316A (en) * 1991-06-20 1992-10-20 General Electric Company Friction welding temperature measurement and process control system
US20050040209A1 (en) * 2003-08-22 2005-02-24 Stotler Timothy V. Friction stir welding travel axis load control method and apparatus
CN103212783A (zh) * 2013-04-28 2013-07-24 江苏科技大学 一种搅拌摩擦焊温度场测量专用垫板
CN103884823A (zh) * 2014-04-22 2014-06-25 北京超感时空科技有限公司 检测装置及其检测方法
CN109128453A (zh) * 2018-08-24 2019-01-04 沈阳富创精密设备有限公司 一种实时监控并控制焊接变形的装置
CN109317815A (zh) * 2018-11-09 2019-02-12 南京航空航天大学 一种搅拌摩擦焊焊接装置及采用该装置进行焊接的方法
JP2019069461A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 株式会社日立パワーソリューションズ 摩擦撹拌接合装置、摩擦撹拌接合方法、データベースを備えた摩擦撹拌接合装置、データベースを用いる摩擦撹拌接合方法、摩擦撹拌接合装置の制御装置
CN110487437A (zh) * 2019-07-10 2019-11-22 深圳市虹鹏能源科技有限责任公司 集成温度监控系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5156316A (en) * 1991-06-20 1992-10-20 General Electric Company Friction welding temperature measurement and process control system
US20050040209A1 (en) * 2003-08-22 2005-02-24 Stotler Timothy V. Friction stir welding travel axis load control method and apparatus
CN103212783A (zh) * 2013-04-28 2013-07-24 江苏科技大学 一种搅拌摩擦焊温度场测量专用垫板
CN103884823A (zh) * 2014-04-22 2014-06-25 北京超感时空科技有限公司 检测装置及其检测方法
JP2019069461A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 株式会社日立パワーソリューションズ 摩擦撹拌接合装置、摩擦撹拌接合方法、データベースを備えた摩擦撹拌接合装置、データベースを用いる摩擦撹拌接合方法、摩擦撹拌接合装置の制御装置
CN109128453A (zh) * 2018-08-24 2019-01-04 沈阳富创精密设备有限公司 一种实时监控并控制焊接变形的装置
CN109317815A (zh) * 2018-11-09 2019-02-12 南京航空航天大学 一种搅拌摩擦焊焊接装置及采用该装置进行焊接的方法
CN110487437A (zh) * 2019-07-10 2019-11-22 深圳市虹鹏能源科技有限责任公司 集成温度监控系统

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