CN215545766U - 实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置及搅拌摩擦焊系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置及搅拌摩擦焊系统，该搅拌摩擦焊装置包括夹具组件和温度控制装置；所述夹具组件包括安装台以及设置在所述安装台上的支撑组件；所述支撑组件为支撑框架，其用于承载待焊零件；所述温度控制装置设置在所述支撑组件上且与所述安装台相对的一侧，所述温度控制装置用于实时监测焊接过程中待焊零件焊缝中心之外处的温度变化并及时反馈，将焊接温度控制在预设范围内，避免整个零件焊接过程中温度梯度过大，从而实现控制焊接零件变形的作用。

Description

实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置及搅拌摩擦焊系统

技术领域

本实用新型涉及搅拌摩擦焊技术领域，具体涉及一种实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置及搅拌摩擦焊系统。

背景技术

搅拌摩擦焊，是一种新型的固态焊接方法，具有绿色、环保、接头强度高等优点，适用于轻质合金，特别是铝合金的焊接。搅拌摩擦焊技术已经广泛地应用于航空、航天、轨道交通等领域，成为铝合金最理想的连接方式；在搅拌摩擦焊焊接过程中，搅拌摩擦焊的焊缝会出现焊缝中心点处的温度与中心点之外的温度梯度过大，致使整个零件在焊接过程中温度梯度过大，致使焊接零件发生变形。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置及搅拌摩擦焊系统，该搅拌摩擦焊装置通过在支撑组件上设置温度控制装置，可以实时监测焊接过程中待焊零件焊缝中心之外处的温度变化并及时反馈，将温度控制在预设范围内，避免整个零件焊接过程中温度梯度过大，从而实现控制焊接零件变形的作用，以解决现有技术中由于焊缝处温度梯度过大导致的焊接零件变形的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，提供了一种实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊夹具。

该实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置包括夹具组件和温度控制装置；其中，

所述夹具组件包括安装台以及设置在所述安装台上的支撑组件；所述支撑组件为支撑框架，其用于承载待焊零件；

所述温度控制装置设置在所述支撑组件上且与所述安装台相对的一侧，所述温度控制装置用于实时监测焊接过程中待焊零件焊缝中心之外处的温度变化。

进一步的，所述夹具组件还包括设置在所述安装台上的侧顶机构和两组定位部件；所述两组定位部件均分布在所述支撑组件外侧，且位于所述支撑组件的相邻两侧；所述侧顶机构设置在所述支撑组件外侧，且其与所述两组定位部件中的一个相对设置。

进一步的，所述支撑组件为采用多个支撑板合围形成的四边形支撑框架。

进一步的，所述温度控制装置包括用于实时监测温度变化的温度传感器。

进一步的，所述定位部件与所述安装台相对的一侧面上设置有多个定位孔；所述支撑组件与所述安装台相对的一侧面上设置有多个安装孔。

进一步的，所述夹具组件还包括压紧机构以及与所述压紧机构配合的内支撑部件；所述内支撑部件设置在所述支撑组件内部，所述压紧机构用于对待焊零件施加压紧作用。

为了实现上述目的，根据本实用新型的第二方面，提供了一种搅拌摩擦焊系统。

该搅拌摩擦焊系统包括数控系统、焊接伺服驱动系统以及上述的实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置；其中，

所述数控系统分别与所述温度控制装置以及所述焊接伺服驱动系统电连接。

进一步的，所述数控系统包括用于获取所述温度信号的处理模块，所述处理模块与所述焊接伺服驱动系统电连接。

进一步的，所述焊接伺服驱动系统包括电连接的驱动电机和速度调节器，所述速度调节器与所述处理模块电连接。

进一步的，还包括与所述焊接伺服驱动系统电连接的焊接机头组件。

本实用新型的优点：

通过温度控制装置的设置实现了焊接过程中待焊零件焊缝中心之外处温度变化的实时监测及采集，并及时根据预定程序进行实时反馈，以避免整个零件焊接过程中温度梯度过大，从而达到控制焊接零件变形的作用。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例中搅拌摩擦焊系统的各个组成部分的连接框图；

图2为本实用新型实施例中实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置的结构示意图；

图3为图2的俯视图。

图中：

1、数控系统；2、焊接伺服驱动系统；3、夹具组件；4、温度控制装置；5、安装台；6、支撑组件；7、侧顶机构；8、定位部件；9、压紧机构。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型公开了一种实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置，结合图2和图3所示，该实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置包括夹具组件3和温度控制装置4。

在本实用新型的实施例中，温度控制装置4与搅拌摩擦焊系统中的数控系统1电连接，温度控制装置4用于实时监测焊接过程中待焊零件焊缝中心之外处的温度变化，并及时反馈信号至数控系统1。

如图2所示，夹具组件3包括安装台5以及设置在安装台5上的支撑组件6；安装台5为焊接操作的工作台，支撑组件6为支撑框架，其用于承载待焊零件。

如图3所示，支撑组件6为采用多个支撑板合围形成的四边形支撑框架，待焊零件放置于支撑组件6与安装台5相对的一侧面上。

在本实用新型的实施例中，可以在支撑组件6与安装台5相对的一侧面上设置有多个安装孔，提高支撑组件6与待焊零件的配合度。

在本实用新型的实施例中，温度控制装置4设置在支撑组件6上且与安装台5相对的一侧，也即温度控制装置4位于支撑组件6和待焊零件之间，温度控制装置4用于实时监测焊接过程中位于焊缝中心之外处的待焊零件的温度变化。

温度控制装置4包括温度传感器(未图示)，温度传感器用于实时监测温度变化，并反馈温度信号至数控系统1。

在本实用新型的实施例中，夹具组件3还包括设置在安装台5上的侧顶机构7和两组定位部件8。

如图2所示，两组定位部件8均分布在支撑组件6的外侧，并且两组定位部件8位于支撑组件6的相邻两侧；侧顶机构7也设置在支撑组件6的外侧，并且支撑组件6与两组定位部件8中的一个相对设置。

作为本实用新型的实施方式，定位部件8、侧顶机构7以及支撑组件6可以均通过螺钉固定在安装台5上。

如图3所示，定位部件8与安装台5相对的一侧面上设置有多个定位孔，以确保定位部件8的定位作用。

在本实用新型的实施例中，夹具组件3还包括压紧机构9以及与压紧机构9配合的内支撑部件；内支撑部件设置在支撑组件6内部，形成对待焊零件的支撑；压紧机构9固定在安装台5上，用于由待焊零件的上部，也即与支撑组件6相对的一侧对待焊零件施加压紧作用。

本实用新型还公开了一种搅拌摩擦焊系统，如图1所示，该搅拌摩擦焊系统包括数控系统1、焊接伺服驱动系统2以及上述的实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置。

如图1所示，数控系统1分别与温度控制装置4以及焊接伺服驱动系统2电连接。

焊接伺服驱动系统2包括电连接的驱动电机和速度调节器(未图示)，速度调节器可以用于调控驱动电机的转速，驱动电机的输出端电连接焊接机头组件。

数控系统1包括用于获取温度信号的处理模块(未图示)，处理模块对该温度信号进行分析处理，并发送操作指令至焊接伺服驱动系统2，也即发送操作指令至速度调节器。

在本实用新型的实施例中，搅拌摩擦焊系统还包括与焊接伺服驱动系统2电连接的焊接机头组件(未图示)。

焊接机头组件包括焊接机头、刀柄和搅拌部件，焊接机头与驱动电机电连接，刀柄和搅拌部件均设置在焊接机头的同一端，并且刀柄位于搅拌部件和焊接机头的一端端部之间。

作为本实用新型的实施方式，搅拌部件为搅拌头或搅拌针。

在本实用新型的实施例中，搅拌摩擦焊系统还包括与数控系统电连接的气冷装置以及焊接速度控制装置，气冷装置用于根据需要为焊缝实施气冷；焊接速度控制装置用于实时监测焊接过程中的焊接速度。

需要说明的是，焊接机头组件、气冷装置以及焊接速度控制装置均为本领域常规结构。

本实用新型中实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置以及整个焊接系统的主要工作过程如下：

将待焊零件放置于支撑组件上，并且通过定位部件将待焊零件的X轴和Y轴进行定位；

待焊零件定位完成后，利用侧顶机构对待焊零件实施侧顶作用，以保证待焊零件完全贴住定位部件；

完成定位和侧顶后，利用压紧机构对待焊零件实施正压紧作用，并且通过内支撑部件对待焊零件进行支撑；

在焊接之前，对焊接系统的焊接程序输入温度范围；

实施焊接，焊接系统开始运行焊接程序后，利用温度控制装置实时反馈待焊零件与支撑组件相抵接位置的温度变化，当焊接温度超过程序设定的范围时，开始降低转速，且利用气冷装置对焊缝实施气冷，以降低其温度；而当焊接温度低于程序设定的范围时，开始降低焊速，且停止气冷，以保证其焊接温度。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，包括夹具组件和温度控制装置；其中，

所述夹具组件包括安装台以及设置在所述安装台上的支撑组件；所述支撑组件为支撑框架，其用于承载待焊零件；

所述温度控制装置设置在所述支撑组件上且与所述安装台相对的一侧，所述温度控制装置用于实时监测焊接过程中待焊零件焊缝中心之外处的温度变化。

2.根据权利要求1所述的实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述夹具组件还包括设置在所述安装台上的侧顶机构和两组定位部件；所述两组定位部件均分布在所述支撑组件外侧，且位于所述支撑组件的相邻两侧；所述侧顶机构设置在所述支撑组件外侧，且其与所述两组定位部件中的一个相对设置。

3.根据权利要求1或2所述的实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述支撑组件为采用多个支撑板合围形成的四边形支撑框架。

4.根据权利要求1所述的实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述温度控制装置包括用于实时监测温度变化的温度传感器。

5.根据权利要求2所述的实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述定位部件与所述安装台相对的一侧面上设置有多个定位孔；所述支撑组件与所述安装台相对的一侧面上设置有多个安装孔。

6.根据权利要求1所述的实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置，其特征在于，所述夹具组件还包括压紧机构以及与所述压紧机构配合的内支撑部件；所述内支撑部件设置在所述支撑组件内部，所述压紧机构用于对待焊零件施加压紧作用。

7.一种搅拌摩擦焊系统，其特征在于，包括数控系统、焊接伺服驱动系统以及权利要求1-6任一项所述的实时反馈温度变化的搅拌摩擦焊装置；其中，

所述数控系统分别与所述温度控制装置以及所述焊接伺服驱动系统电连接。

8.根据权利要求7所述的搅拌摩擦焊系统，其特征在于，所述数控系统包括用于获取所述温度信号的处理模块，所述处理模块与所述焊接伺服驱动系统电连接。

9.根据权利要求8所述的搅拌摩擦焊系统，其特征在于，所述焊接伺服驱动系统包括电连接的驱动电机和速度调节器，所述速度调节器与所述处理模块电连接。

10.根据权利要求7所述的搅拌摩擦焊系统，其特征在于，还包括与所述焊接伺服驱动系统电连接的焊接机头组件。

Images