CN113714616B - 一种自动扩散焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接技术、自动扩散焊接设备技术领域，尤其为一种自动扩散焊接方法，包括焊材、母材、加热系统和加压系统，所述在焊接时，通过加压使焊材和母材贴合在一起，随后针对焊接阶段的不同，随着时间的增加利用加压系统和加热系统对焊接压强和焊接温度进行不断的调整，先使焊材和母材发生微观塑性形变形成交接面，进一步的使交界面原子之间相互扩散，最后使焊材和母材之间的结合层体积发生扩散，完成焊接，与传统人工控制扩散焊接设备的方式相比，本发明提出的自动焊接方法，由大量数据经验作支撑，是从定性分析到定量分析的一个结果，具有性能可靠，效果良好，可移植性强的特点，同时降低了操作人员的要求，从而降低了人力和时间上的成本。

Description

一种自动扩散焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术、自动扩散焊接设备技术领域，具体为一种自动扩散焊接方法。
背景技术
扩散焊接是指材料表面相互接触，使原子间产生相互扩散，在界面处形成新的扩散层，从而实现一些新型材料的可靠连接，是焊接技术中不可缺少的一种先进方法。目前，市面上常见的扩散焊接设备大部分能满足扩散焊接工艺的技术指标，能基本达到客户对工件的焊接效果。但是，由于扩散焊接过程对工艺参数变化及其敏感，设备设计人员缺乏对工艺过程的深入理解，这类设备大多数在焊接过程中都需要操作人员去实时观察整个工艺状况，从而调整相关控制参数，这样就要求操作人员具有足够丰富的经验，对操作人员来说非常费时费力而且容易出错，甚至，对于高校等的科研单位，需要进行成百上千不同工艺参数的实验及数据记录，更是一件不容易完成的事，因此，对一种自动扩散焊接方法的需求日益增长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动扩散焊接方法，可实际应用于自动控制系统，让工艺操作人员从一些不必要的重复的生产或实验工作中抽离出来，减轻人员工作强度的同时，优化焊接工艺流程，最大限度地排除工艺过程中的不稳定因素。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自动扩散焊接方法，包括焊材、母材、加热系统和加压系统，所述在焊接时，通过加压使焊材和母材贴合在一起，随后针对焊接阶段的不同，随着时间的增加利用加压系统和加热系统对焊接压强和焊接温度进行不断的调整，先使焊材和母材发生微观塑性形变形成交接面，进一步的使交界面原子之间相互扩散，最后使焊材和母材之间的结合层体积发生扩散，完成焊接。
优选的，包括以下步骤：
步骤一：操作用户提供初始的温度时间的坐标数据，由加热系统的自动化拟合一个随时间变化的温度曲线；
步骤二：由于被焊材料的屈服强度与当前温度有关，不同材料的受影响程度不同，大部分材料的强度随温度升高而降低，通常焊接所选压力保持在稍低于所选温度下的屈服强度，将初始的压强温度输入到系统，加压系统的自动化拟合一个随温度变化的压强曲线；
步骤三：加热系统输出至温度控制器进行焊接温度控制，加压系统输出至压强控制器进行焊接压强控制，控制焊接时的温度和压强进行焊接。
优选的，所述加热系统包括T-t发生器、T放大网络和T反馈网络，所述T-t发生器输出一个随时间变化的温度，作为温度控制器的设定值TS，控制器将温度设定值TS与温度当前值Tp的差值送往T放大网络，T放大网络将温度差值转换后给焊接环境加热，T反馈网络由温度传感器及变送器组成，从焊接环境采集温度当前值Tp反馈到温度控制器，由温度控制器控制焊接时的焊接温度。
优选的，T放大网络由驱动电路、晶闸管、加热器串联组成。
优选的，所述加压系统包括P-t发生器、P放大网络和P反馈网络,P-T发生器从加热系统获取实时温度值，输出一个随温度变化的压强，作为压强控制器的设定值PS，控制器将压强设定值PS与压强当前值PP的差值送往P放大网络，P放大网络将压强差值转换后给母材和焊材加压，P反馈网络由压力传感器及变送器组成，从焊接环境采集压力值，并根据接触面积计算得到压强当前值PP反馈到压强控制器。
优选的，P放大网络由驱动电路、液压站、压力机串联组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
与传统人工控制扩散焊接设备的方式相比，本发明提出的自动焊接方法，由大量数据经验作支撑，是从定性分析到定量分析的一个结果，具有性能可靠，效果良好，可移植性强的特点，同时降低了操作人员的要求，从而降低了人力和时间上的成本。
附图说明
图1为本发明的扩散焊接示意图；
图2为本发明自动扩散焊接原理示意图；
图3为本发明加热系统原理示意图；
图4为本发明加压系统原理示意图。
具体实施方式
实施例1：
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种自动扩散焊接方法，包括焊材、母材、加热系统和加压系统，其特征在于：所述在焊接时，通过加压使焊材和母材贴合在一起，随后针对焊接阶段的不同，随着时间的增加利用加压系统和加热系统对焊接压强和焊接温度进行不断的调整，先使焊材和母材发生微观塑性形变形成交接面，进一步的使交界面原子之间相互扩散，最后使焊材和母材之间的结合层体积发生扩散，完成焊接。
包括以下步骤：
步骤一：操作用户提供初始的温度时间的坐标数据，由加热系统的自动化拟合一个随时间变化的温度曲线；
步骤二：由于被焊材料的屈服强度与当前温度有关，不同材料的受影响程度不同，大部分材料的强度随温度升高而降低，通常焊接所选压力保持在稍低于所选温度下的屈服强度，将初始的压强温度输入到系统，加压系统的自动化拟合一个随温度变化的压强曲线；
步骤三：加热系统输出至温度控制器进行焊接温度控制，加压系统输出至压强控制器进行焊接压强控制，控制焊接时的温度和压强进行焊接。
所述加热系统包括T-t发生器、T放大网络和T反馈网络，所述T-t发生器输出一个随时间变化的温度，作为温度控制器的设定值TS，控制器将温度设定值TS与温度当前值Tp的差值送往T放大网络，T放大网络由驱动电路、晶闸管、加热器串联组成，将温度差值转换后给焊接环境加热，T反馈网络由温度传感器及变送器组成，从焊接环境采集温度当前值Tp反馈到温度控制器，由温度控制器控制焊接时的焊接温度。
所述加压系统包括P-t发生器、P放大网络和P反馈网络,P-T发生器从加热系统获取实时温度值，输出一个随温度变化的压强，作为压强控制器的设定值PS，控制器将压强设定值PS与压强当前值PP的差值送往P放大网络，P放大网络由驱动电路、液压站、压力机串联组成，将压强差值转换后给母材和焊材加压，P反馈网络由压力传感器及变送器组成，从焊接环境采集压力值，并根据接触面积计算得到压强当前值PP反馈到压强控制器。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自动扩散焊接方法，包括焊材、母材、加热系统和加压系统，其特征在于：在焊接时，通过加压使焊材和母材贴合在一起，随后针对焊接阶段的不同，随着时间的增加利用加压系统和加热系统对焊接压强和焊接温度进行不断的调整，先使焊材和母材发生微观塑性形变形成交接面，进一步的使交界面原子之间相互扩散，最后使焊材和母材之间的结合层体积发生扩散，完成焊接，包括以下步骤：
步骤一：操作用户提供初始的温度时间的坐标数据，由加热系统的自动化拟合一个随时间变化的温度曲线；
步骤二：由于被焊材料的屈服强度与当前温度有关，不同材料的受影响程度不同，大部分材料的强度随温度升高而降低，通常焊接所选压力保持在稍低于所选温度下的屈服强度，将初始的压强温度输入到系统，加压系统的自动化拟合一个随温度变化的压强曲线；
步骤三：加热系统输出至温度控制器进行焊接温度控制，加压系统输出至压强控制器进行焊接压强控制，控制焊接时的温度和压强进行焊接。
2.根据权利要求1所述的自动扩散焊接方法，其特征在于：所述加热系统包括T-t发生器、T放大网络和T反馈网络，所述T-t发生器输出一个随时间变化的温度，作为温度控制器的设定值Ts，控制器将温度设定值Ts与温度当前值Tp的差值送往T放大网络，T放大网络将温度差值转换后给焊接环境加热，T反馈网络由温度传感器及变送器组成，从焊接环境采集温度当前值Tp反馈到温度控制器，由温度控制器控制焊接时的焊接温度。
3.根据权利要求2所述的自动扩散焊接方法，其特征在于：T放大网络由驱动电路、晶闸管、加热器串联组成。
4.根据权利要求1所述的自动扩散焊接方法，其特征在于：所述加压系统包括P-t发生器、P放大网络和P反馈网络，P-t发生器从加热系统获取实时温度值，输出一个随温度变化的压强，作为压强控制器的设定值Ps，控制器将压强设定值Ps与压强当前值Pp的差值送往P放大网络，P放大网络将压强差值转换后给母材和焊材加压，P反馈网络由压力传感器及变送器组成，从焊接环境采集压力值，并根据接触面积计算得到压强当前值Pp反馈到压强控制器。
5.根据权利要求4所述的自动扩散焊接方法，其特征在于：P放大网络由驱动电路、液压站、压力机串联组成。
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