[发明专利]基于压力反馈和电阻辅热的钢管搅拌摩擦焊具及焊接方法

摘要

本发明公开了一种基于压力反馈和电阻辅热的钢管搅拌摩擦焊具及焊接方法，该焊具包括动力室外壳，所述动力室外壳内依次设有第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板上设有主电机，所述主电机与主轴连接，主轴与搅拌摩擦头连接，主轴外套有同步回转套，同步回转套外套有轴承，轴承位于支撑室外壳内，支撑室外壳固定在第二支撑板上，通过主电机转动带动搅拌摩擦头转动；所述第二支撑板与下方的电阻丝固定套连接，电阻丝固定套内安装有对搅拌摩擦头进行加热的辅热装置。本发明在焊接过程中，可根据焊具轴向压力作为反馈及时调整电阻产热大小，从而通过对搅拌区域之外的局部金属进行加热，保证焊接区域处于合适的温度状态。

主权项

一种基于压力反馈和电阻辅热的钢管搅拌摩擦焊具的焊接方法，其特征在于：该方法基于压力反馈和电阻辅热的钢管搅拌摩擦焊具，该焊具包括动力室外壳，所述动力室外壳内依次设有第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板上设有主电机，所述主电机与主轴连接，主轴与搅拌摩擦头连接，主轴外套有同步回转套，同步回转套外套有轴承，轴承位于支撑室外壳内，支撑室外壳固定在第二支撑板上，通过主电机转动带动搅拌摩擦头转动；所述第二支撑板与下方的电阻丝固定套连接，电阻丝固定套内安装有对搅拌摩擦头进行加热的辅热装置；所述辅热装置包含一对导热块和一对电阻丝，两根电阻丝分别穿过电阻丝固定套与位于电阻丝固定套边沿的导热块连接，搅拌摩擦头位于两个导热块之间；所述主轴外设有轴向压力检测单元，所述轴向压力检测单元包含支撑座和角接触轴承，所述主轴外设有台阶，角接触轴承套在台阶上，角接触轴承外设有轴承座，轴承座与第二支撑板之间设有中空的不旋转的压力传感器，轴承座通过长螺杆安装在第二支撑板上；该方法包括以下步骤：(1)将整个焊具固定在搅拌摩擦焊机的机头上，搅拌摩擦头固定安装于主轴上；(2)将压力传感器通电，读取空载时的压力输出并保存，记为F0；(3)启动焊机主电机，使搅拌摩擦焊具旋转，同时设定压力阈值F1；(4)整个焊具开始下降，当搅拌摩擦头开始接触工件时，开始记录压力传感器的输出F，当下压深度达到目标值时，进入预热阶段；(5)预热阶段结束后，电阻丝通电，正式开始焊接；(6)焊接过程中，不断计算F‑F0，记为F2，如F2超过阈值F1，则减小电阻丝的通过电流；如F2小于阈值F1，则增大电阻丝的通过电流；(7)焊接结束后，提升焊具，使搅拌摩擦头脱离工件，然后切断电阻丝8的电源；(8)数分钟后，关断冷却液停止冷却，拆下搅拌摩擦头。