检测与反馈温度变化的搅拌摩擦焊系统的制作方法

1.本实用新型涉及焊接技术领域，具体涉及一种检测与反馈温度变化的搅拌摩擦焊系统。


背景技术：

2.搅拌摩擦焊(fsw)自1991年英国焊接研究所发明以来，作为一种新型固相焊接方法已经从技术研究，迈向高层次的工程化和工业化应用阶段。
3.搅拌摩擦焊(fsw)技术是一种先进的固相焊接方法，在焊接铝合金、镁合金等常用轻质金属时缺陷率低、变形小、效率高、成本低，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、轨道交通等领域。
4.目前搅拌摩擦焊接系统主要控制焊接过程中的主轴转速、焊接速度、焊接压力等参数，往往忽略焊接过程中焊缝的温度变化，而焊接温度过低，易出现沟槽、隧道等缺陷；焊接温度过高，易产生过热、焊缝材料粘料、以及热影响区加大降低焊缝性能等问题。而目前针对搅拌摩擦焊接温度场实时监测信号的反馈处理系统也处于初始研究阶段。
5.因此开发一种成本低、操作简便，能够及时监测并反馈温度变化的搅拌摩擦焊系统是十分必要的。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种检测与反馈温度变化的搅拌摩擦焊系统，该搅拌焊接系统通过在焊接机头上设置温度控制装置，并且温度控制装置与数控系统及焊接伺服驱动系统电连接，使得搅拌摩擦焊系统可以实时的监测焊接过程中温度的变化，能够及时对焊接机头组件的运行进行调控，实现焊接过程温度参数的实时采集，使得焊接过程参数温度的变化作为焊缝质量的判断依据之一。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种检测与反馈温度变化的搅拌摩擦焊系统。
8.该检测与反馈温度变化的搅拌摩擦焊系统包括数控系统、焊接伺服驱动系统、焊接机头组件和温度控制装置；其中，
9.所述焊接机头组件包括焊接机头以及连接在所述焊接机头一端的搅拌工具；
10.所述温度控制装置设置在所述焊接机头上，并且所述温度控制装置的一端与所述搅拌工具相抵接；
11.所述数控系统与所述温度控制装置电连接，并且所述数控系统与所述焊接伺服驱动系统电连接；所述焊接伺服驱动系统与所述焊接机头组件电连接。
12.进一步的，所述焊接机头组件还包括刀柄，所述刀柄连接在所述搅拌工具和所述焊接机头一端端部之间。
13.进一步的，所述温度控制装置包括测温热电偶，所述测温热电偶设置在所述刀柄内部，并且所述测温热电偶的一端连接在所述焊接机头上，另一端与所述搅拌工具相抵接。
14.进一步的，所述刀柄的内部具有通孔，所述测温热电偶的一端固定在所述焊接机头上，另一端贯穿所述通孔并与所述搅拌工具相抵接。
15.进一步的，所述温度控制装置还包括用于反馈温度信号的温度传感器，所述温度传感器与所述测温热电偶配合。
16.进一步的，所述刀柄的一端通过螺钉与所述焊接机头连接，所述刀柄的另一端上设有装配孔，所述搅拌工具通过顶丝与所述装配孔连接。
17.进一步的，所述搅拌工具为搅拌头或搅拌针。
18.进一步的，所述数控系统包括用于获取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。
19.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，所述处理模块与所述速度调节器电连接。
20.本实用新型的优点：
21.1、实现焊接过程温度参数的实时采集，为判定焊缝质量提供过程参数的依据。
22.2、焊接机头上设有温度控制装置，并且温度控制装置与数控系统及焊接伺服驱动系统电连接，使得搅拌摩擦焊系统可以实时的监测焊接过程中温度的变化，能够及时对焊接机头组件的运行进行调控。
附图说明
23.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：
24.图1为本实用新型实施例中检测与反馈温度变化的搅拌摩擦焊系统的各组成部分之间的连接框图；
25.图2为本实用新型实施例中焊接机头组件与温度传感器装配后的结构示意图。
26.图中：
27.1、数控系统；2、焊接伺服驱动系统；3、焊接机头组件；4、温度控制装置；5、焊接机头；6、搅拌工具；7、刀柄；8、测温热电偶。
具体实施方式
28.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。
29.本实用新型公开了一种检测与反馈温度变化的搅拌摩擦焊系统，结合图1和图2所示，该检测与反馈温度变化的搅拌摩擦焊系统包括数控系统1、焊接伺服驱动系统2、焊接机头组件3和温度控制装置4；其中，
30.焊接机头组件3包括焊接机头5以及连接在焊接机头5一端的搅拌工具6；
31.温度控制装置4设置在焊接机头5上，并且温度控制装置4的一端与搅拌工具6相抵接；
32.数控系统1与温度控制装置4电连接，温度控制装置4用于实时监测焊接过程中搅拌工具6的温度变化，并发送温度信号至数控系统1；
33.焊接伺服驱动系统2与数控系统1电连接，数控系统2用于对温度信号进行处理，生成操作指令并发送至制焊接伺服驱动系统2；焊接伺服驱动系统2根据操作指令控制焊接机头组件3执行相应作业。
34.在上述实施例中，通过温度控制装置4实时监测焊接过程中搅拌工具6的温度变化，发送温度信号至数控系统1，数控系统1将根据该温度信号及时作出判断，并通过焊接伺服驱动系统2控制焊接机头组件3工作。
35.在本实用新型的实施例中，焊接机头组件3还包括刀柄7，如图2所示，刀柄7与搅拌工具6连在在焊接机头5的同一端，并且刀柄7连接在搅拌工具6和焊接机头5一端端部之间，焊接机头5转动并带动刀柄7以及搅拌工具6工作。
36.作为本实用新型的一种具体实施方式，刀柄7的一端通过螺钉与焊接机头5连接，刀柄7的另一端上设有装配孔，搅拌工具6通过顶丝与装配孔连接。
37.在本实用新型的实施例中，温度控制装置4包括测温热电偶8，如图2所示，测温热电偶8设置在刀柄7内部，并且测温热电偶8的一端连接在焊接机头5上，测温热电偶8的另一端与搅拌工具6相抵接。测温热电偶8用于实时监测焊接过程中搅拌工具6的温度变化，并将温度信号反馈至数控系统1。
38.作为本实用新型的一种具体实施方式，刀柄7的内部具有通孔，测温热电偶8的一端固定在焊接机头5上，测温热电偶8的另一端贯穿通孔并与搅拌工具6相抵接。
39.作为本实用新型的另一种具体实施方式，焊接机头5的内部形成有连接槽，测温热电偶8的一端伸入连接槽内并与连接槽的侧壁卡接；测温热电偶8的另一端贯穿通孔并与搅拌工具6相抵接。
40.在本实用新型的另一种实施例中，温度控制装置4还包括温度传感器(未图示)，温度传感器可以设置在搅拌工具6上，也可以设置在待焊接工件上，温度传感器用于反馈焊接过程中待焊接工件的温度变化，并将温度信号反馈至数控系统1；温度传感器与测温热电偶8形成配合，提高整个搅拌摩擦焊系统的温度监测精度及效率。
41.在本实用新型的实施例中，搅拌工具6可以为搅拌头或搅拌针。
42.在本实用新型的实施例中，数控系统1包括处理模块，处理模块用于接收温度信号，然后根据该温度信号生成提速指令或降速指令，并发送至焊接伺服驱动系统2，焊接伺服驱动系统2根据提速指令或降速指令执行相应的运动，与此同时，焊接机头5在焊接伺服驱动系统2的驱动作用下，其转速将相对应的提高或降低。
43.在本实用新型的实施例中，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，速度调节器接收提速指令或降速指令，并控制驱动电机提高转速或降低转速，从而提高或降低焊接机头5的转速。
44.在本实用新型的实施例中，测温热电偶8将实时监测焊接过程中搅拌工具6的温度变化，并形成温度信号；处理模块获取温度信号，并对温度信号进行分析处理，如当测温热电偶8监测到的温度值在处理模块中的预设温度阈值范围内时，则无需调控，按照原焊接工艺参数执行焊接操作；当测温热电偶8监测到的温度值高于处理模块中的预设温度阈值时，则处理模块将生成降速指令并发送至速度调节器，速度调节器控制驱动电机执行相应的降
速运动，从而降低焊接机头5的转动速度；而当测温热电偶8监测到的温度值低于处理模块中的预设温度阈值时，则处理模块将生成提速指令并发送至速度调节器，速度调节器控制驱动电机执行相应的提速运动，从而提高焊接机头5的转动速度。
45.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。