[发明专利]搅拌摩擦焊接下压量校正方法

权利要求书

1.一种搅拌摩擦焊接下压量校正方法，其特征在于，包括步骤：

步骤一，将距离传感器(1)设置在连接有搅拌头(2)的机头(3)上，并使距离传感器(1)位于焊接前进方向的一侧且靠近搅拌头(2)并通信连接于控制器(4)，搅拌头(2)具有搅拌针(21)且搅拌针(21)的长度为l并通信连接于控制器(4)，控制器(4)内设有搅拌头(2)的设定下压量d₁；

步骤二，使搅拌头(2)的搅拌针(21)接触待焊接工件(5)的加工表面(51)，距离传感器(1)测量距离传感器(1)到工件(5)的待加工表面(51)的初始距离h并将测得的初始距离h传送给控制器(4)；

步骤三，开始焊接，在控制器(4)的控制下机头(3)带动搅拌头(2)和距离传感器(1)沿垂直于工件(5)的加工表面(51)的方向运动，搅拌头(2)连同搅拌针(21)一起下压进入工件(5)的待加工表面(51)的对应部分且搅拌头(2)的实际下压量定义为d，距离传感器(1)测量到工件(5)的待加工表面(51)的实时距离H并将测得的实时距离H传送给控制器(4)，控制器(4)基于搅拌头(2)的搅拌针(21)的端面(211)与距离传感器(1)之间的距离固定，h＝d+l+H，计算搅拌头(2)的实际下压量d，d＝h-l-H；

步骤四，控制器(4)将搅拌头(2)的实际下压量d与设定下压量d₁比较，获得下压量误差Δ，Δ＝d₁-d；

步骤五，控制器(4)基于下压量误差Δ调整搅拌头(2)沿垂直于工件(5)的加工表面(51)的方向运动，以调整实际下压量d而使下压量误差Δ保持在容许范围之内；以及

步骤六，控制器(4)控制搅拌头(2)继续对工件(5)进行焊接，在焊接过程中按照规定频率循环执行步骤三至步骤五，从而不断地调整实际下压量d并使下压量误差Δ趋于零。

2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接下压量校正方法，其特征在于，

待焊接工件(5)的加工表面(51)的相反侧设置有刚性垫板(6)，

待焊接工件(5)的厚度为w，搅拌头(2)的搅拌针(21)的端面(211)距离刚性垫板(6)的距离为w，则w＝s+l+d，基于h＝d+l+H，得到d+l＝h-H，则搅拌头(2)的搅拌针(21)的端面(211)距离刚性垫板(6)的距离为s＝w-h+H；

控制器(4)还预先将焊接工件(5)的厚度w存储，以基于接收的来自距离传感器(1)的初始距离h和实时距离H控制搅拌头(2)的搅拌针(21)的端面(211)距离刚性垫板(6)的距离s并保证0＜s＜s′，s′为足以产生弱结合缺陷的极限距离。

3.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接下压量校正方法，其特征在于，在步骤二和步骤三中，忽略搅拌头(2)和机头(3)自身的变形。

4.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接下压量校正方法，其特征在于，控制器(4)为具有人机界面的工控机。

5.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接下压量校正方法，其特征在于，通信连接为有线连接或无线连接。

6.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接下压量校正方法，其特征在于，距离传感器(1)为具有探针(N)的直线位移传感器，直线位移传感器通过探针(N)与工件(5)的待加工表面(51)的接触来确定初始距离h和实时距离H。

7.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接下压量校正方法，其特征在于，距离传感器(1)为激光传感器。

8.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接下压量校正方法，其特征在于，在步骤六中，规定频率为固定频率。

9.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接下压量校正方法，其特征在于，在步骤二至步骤六中，控制器(4)通过控制与机头(3)连接的执行电机(7)和传动机构(8)来控制机头(3)沿垂直于工件(5)的加工表面(51)的方向运动。