CN204867797U - 一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置，包括重量传感器、位于重量传感器上的底板，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，且所述顶紧螺栓的一端与活动垫板的侧面接触。本实用新型结构简单，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

一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种电子元器件焊接辅助装置，特别是涉及一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置。

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。故搅拌摩擦焊在完成一道焊缝焊接的过程中，搅拌头轴向上的压力具有多个阶段性变化，以上轴向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轴向压力变化检查，不利于搅拌摩擦焊焊接工艺评定和控制焊接质量。

实用新型内容

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，搅拌头轴向上的压力具有多个阶段性变化，以上轴向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轴向压力变化检查，不利于搅拌摩擦焊焊接工艺评定和控制焊接质量的问题，本实用新型提供了一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置。

针对上述问题，本实用新型提供的一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置通过以下技术要点来解决问题：一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置，包括重量传感器、位于重量传感器上的底板，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，且所述顶紧螺栓的一端与活动垫板的侧面接触。

具体的，本实用新型用于置放在现有FSW工作台上，重力传感器用于对以上底板、右挡板、左挡板、顶紧螺栓、活动垫板、工件等物件的重力及搅拌头、用于工件固定的固定机构压应力测量，以上重力传感器输出优选在完成本实用新型安装后归零处理，这样在搅拌头的工作过程中根据搅拌头轴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轴向方向的压应力大小，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，由于重量传感器作为本实用新型与FSW工作台的接触部分，本实用新型与FSW工作台同样存在摩擦力，在本实用新型运用时最好设置重量传感器匹配的固定装置，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，本实用新型可针对工件的尺寸采用不同尺寸的活动垫板，故本结构的检测装置对搅拌摩擦焊焊机的焊接效率影响小。

优选将用于工件固定的固定机构设置在本实用新型的底板或活动垫板上，以避免固定机构对工件的不确定压应力作用到重量传感器，以便于重量传感器的归零处理，优选设置活动垫板上，以避免以上压应力阻碍活动垫板与滑轨的相对运动。

更进一步的技术方案为：

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。

为便于制动顶紧螺栓、避免顶紧螺栓在于活动垫板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。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型结构简单，搅拌头的工作过程中根据搅拌头轴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轴向方向的压应力大小，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、设置的顶紧螺栓用于固定活动垫板相对于搅拌头的位置，由于重量传感器作为本实用新型与FSW工作台的接触部分，本实用新型与FSW工作台同样存在摩擦力，在本实用新型运用时最好设置重量传感器匹配的固定装置，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，本实用新型可针对工件的尺寸采用不同尺寸的活动垫板，故本结构的检测装置对搅拌摩擦焊焊机的焊接效率影响小。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置一个具体实施例的结构及运用示意图。

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，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实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1，一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置，包括重量传感器2、位于重量传感器2上的底板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，且所述顶紧螺栓5的一端与活动垫板7的侧面接触。

本实施例中，本实用新型用于置放在现有FSW工作台1上，重力传感器用于对以上底板3、右挡板4、左挡板10、顶紧螺栓5、活动垫板7、工件8等物件的重力及搅拌头9、用于工件8固定的固定机构11压应力测量，以上重力传感器输出优选在完成本实用新型安装后归零处理，这样在搅拌头9的工作过程中根据搅拌头9轴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轴向方向的压应力大小，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，由于重量传感器2作为本实用新型与FSW工作台1的接触部分，本实用新型与FSW工作台1同样存在摩擦力，在本实用新型运用时最好设置重量传感器2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，本实用新型可针对工件8的尺寸采用不同尺寸的活动垫板7，故本结构的检测装置对搅拌摩擦焊焊机的焊接效率影响小。

本实施例中，优选将用于工件8固定的固定机构11设置在本实用新型的底板3或活动垫板7上，以避免固定机构11对工件8的不确定压应力作用到重量传感器2，以便于重量传感器2的归零处理，优选设置活动垫板7上，以避免以上压应力阻碍活动垫板7与滑轨6的相对运动。

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，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。

为便于制动顶紧螺栓5、避免顶紧螺栓5在于活动垫板7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。

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，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。

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

Claims (6)

1.一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置，其特征在于，包括重量传感器（2）、位于重量传感器（2）上的底板（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），且所述顶紧螺栓（5）的一端与活动垫板（7）的侧面接触。

2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置，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）。

3.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置，其特征在于，所述顶紧螺栓（5）的螺纹段端部与活动垫板（7）相接触，且顶紧螺栓（5）的螺纹端端部设置有倒角。

4.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置，其特征在于，所述重量传感器（2）为称重传感器。

5.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置，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。

6.根据权利要求5所述的一种搅拌摩擦焊轴向力检测装置，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。