[发明专利]一种线性摩擦焊顶锻方向的精度控制方法及应用

说明书

一种线性摩擦焊顶锻方向的精度控制方法及应用，该精度控制方法包括：将第一件顶锻方向焊件的顶锻方向预置缩短量S₁设定为及顶锻压力设定为p；控制顶锻油缸的顶锻压力p并推动顶锻方向焊件向振动方向焊件移动进行焊接，当第一件顶锻方向焊件在顶锻方向的位置达到顶锻方向预置缩短量s处时，激振油缸停止振动，并在顶锻压力发生最大波动时，记录此时顶锻方向的位置信息以标记为缩短量LS₁；当第二件顶锻方向焊件在顶锻方向的位置达到缩短量LS₁处时，激振油缸停止振动，并在顶锻压力发生最大波动时，记录此时顶锻方向的位置信息以标记为缩短量LS₂作为第三件顶锻方向焊件的缩短量，依次循环进行焊接，从而提高顶锻方向缩短量的精度。

技术领域

本发明涉及焊接加工技术领域，特别是涉及一种线性摩擦焊顶锻方向的精度控制方法及应用。

背景技术

线性摩擦焊接（Linear Friction Welding）是近年来得到快速发展的一种焊接技术，主要应用于发动机整体叶盘和飞机框梁类零件的制造。

目前，在现有设备上采用的顶锻方向缩短量控制方式是压力控制，即焊接过程中顶锻方向从始至终保持一定的顶锻力，并在“顶锻方向预置缩短量S0处”发出振动停止信号，使得激振油缸停止振动。

在焊接过程中，“顶锻方向缩短量S”误差主要产生在“振动停止变形段”(专利CN201710454317.6-一种提高线性摩擦焊缩短量精度的方法)，由于固定的“振动停止激发点”(顶锻方向预置缩短量S0处)发出振动停止信号后，始终保持压力控制，顶锻位置会不受控制，导致顶锻方向缩短量S重复精度差。导致在相同材料、相同焊接工艺参数的条件下，一批工件的“缩短量S”有一个约为±0.3mm的误差，无法实现某些精度要求较高的工件焊接。

发明内容

本发明实施例提供了一种线性摩擦焊顶锻方向的精度控制方法及应用，在保持顶锻方向压力控制的同时，实现顶锻方向位置的协同控制，以保证批量焊接时，后一件的“顶锻方向预置缩短量”与前一件的“顶锻方向缩短量”重复一致性，从而提高顶锻方向缩短量的精度。

一种线性摩擦焊顶锻方向的精度控制方法，包括以下步骤：

步骤S10，将第一件顶锻方向焊件的顶锻方向预置缩短量S₁设定为s及顶锻压力设定为p；

步骤S11，控制顶锻油缸的顶锻压力p并推动顶锻方向焊件向振动方向焊件移动进行焊接，当第一件顶锻方向焊件在顶锻方向的位置达到顶锻方向预置缩短量s处时，激振油缸停止振动，并在顶锻压力发生最大波动时，记录此时顶锻方向的位置信息以标记为缩短量LS₁；

步骤S12，进行第二件顶锻方向焊件焊接时，控制顶锻油缸的顶锻压力p并推动焊接工件，当第二件顶锻方向焊件在顶锻方向的位置达到缩短量LS₁处时，激振油缸停止振动，并在顶锻压力发生最大波动时，记录此时顶锻方向的位置信息以标记为缩短量LS₂作为第三件顶锻方向焊件的缩短量，依次循环进行焊接。

进一步地，每次焊接时，顶锻方向焊件的顶锻方向缩短量和顶锻压力满足以下公式，当=1时，S₁=s；当i≥2时，S_i= LS_(i-1)；同时，当i≥1时，P_i=p；其中，i为批量焊接过程中焊接工件的顺序，LS_(i-1)为第i-1件顶锻方向焊件的实际缩短量，S_i为第i件顶锻方向焊件的实际缩短量，P_i为第i件焊接工件的顶锻压力。

进一步地，当顶锻方向焊件与振动方向焊件首次接触后，控制顶锻油缸带动顶锻方向焊件回退一段距离。

进一步地，顶锻实际位置Spos与时间t之间满足以下公式，