[发明专利]基于焊接温度对搅拌摩擦焊接工艺参数的动态调整

说明书

技术领域

本公开内容总体上涉及搅拌摩擦焊接(friction stir welding)，尤其涉及用于提高通过搅拌摩擦焊接产生的焊缝质量的方法、装置与计算机程序产品。

背景技术

已经开发出各种各样的方法和装置来结合两个部件。用于结合两个部件的方法的例子实施例包括粘合剂键合、焊接、紧固件的使用等。在结合某些材料(例如金属)的背景下，焊接(welding)被确定为目前使用的合适方法。

存在各种形式的焊接方法。焊接方法的例子实施例包括激光焊接、弧焊、气焊和搅拌摩擦焊接。搅拌摩擦焊接相比其它形式的焊接可能存在某些优势。例如，搅拌摩擦焊接不涉及把被焊接的部件加热到像其它形式的焊接那么高的程度。另外，搅拌摩擦焊接不需要使用有可能把污染物引入焊缝的焊剂或气体。但是，利用搅拌摩擦焊接形成适当结实和美观的焊缝还存在某些挑战。

相应地，提供了改进的搅拌摩擦焊接的装置与方法。

发明内容

提供了一种搅拌摩擦焊接方法。该方法可以由用于搅拌摩擦焊接的各种系统进行。例如，用于搅拌摩擦焊接的这样一种系统可以包括搅拌摩擦焊接工具、旋转该搅拌摩擦焊接工具的电动机、移动搅拌摩擦焊接并且向被焊接的部件施力的致动器、配置成确定所产生的焊缝温度的一个或多个传感器、及配置成控制与操作搅拌摩擦焊接系统关联的工艺参数的控制器。

该方法可以包括，通过沿着被焊接的两个部件之间的接缝，引导旋转的搅拌摩擦焊接工具来开始搅拌摩擦焊接操作。当搅拌摩擦焊接开始时，可以测量由搅拌摩擦焊接工具产生的焊缝的温度。由此，基于来自温度传感器的反馈，可以调整与搅拌摩擦焊接操作关联的一个或多个工艺参数。

工艺参数可以包括：搅拌摩擦焊接工具的旋转速度、搅拌摩擦焊接工具跨接缝的长度移动的馈送速率、沿搅拌摩擦焊接工具的长度向被焊接的部件施加的轴向力、及搅拌摩擦焊接工具的倾斜角。通过在搅拌摩擦焊接过程进行的同时调整工艺参数，可以减小焊缝的实测温度与焊缝的期望温度之间的温度差。就此而言，期望的温度可以对应于部件塑化的温度，这是搅拌摩擦焊接在理想情况下发生的温度。

还提供了用于控制搅拌摩擦焊接系统的相关计算机代码。

通过审查以下附图与具体描述，对本领域技术人员来说，本公开内容的其它装置、方法、特征与优点将或者将变得显而易见。所有这种附加的系统、方法、特征和优点都要包括在本描述中、在本公开内容的范围内并且受所附权利要求的保护。

附图说明

所包括的附图是为了说明并且仅仅是用来提供所公开组件、方法和系统的可能结构与布置的例子。这些图不是要以任何方式限定在不背离本公开内容主旨与范围的情况下可以由本领域技术人员对本公开内容进行的形式与细节的任何改变。

图1说明了搅拌摩擦焊接中所执行操作的透视图；

图2说明了基于搅拌摩擦焊接操作过程中旋转速度与馈送速率的变化的温度响应曲线；

图3说明了基于搅拌摩擦焊接操作过程中旋转速度、馈送速率与轴向力的变化的三维温度响应曲线；

图4说明了根据本公开内容一种例子实施例的搅拌摩擦焊接系统的示意图；

图5根据本公开内容一种例子实施例说明了图4搅拌摩擦焊接系统的部分透视图，该搅拌摩擦焊接系统包括离搅拌摩擦焊接工具以固定距离安装的多个温度传感器；

图6根据本公开内容一种例子实施例说明了图4搅拌摩擦焊接系统的部分侧视图，该搅拌摩擦焊接系统包括在垫板中安装的多个温度传感器；

图7说明了图6中所说明的搅拌摩擦焊接系统的部分的端视图；

图8根据本公开内容一种例子实施例说明了图4搅拌摩擦焊接系统的一部分的端视图，该搅拌摩擦焊接系统包括安装在垫板中的多个温度传感器和多个接近度传感器，温度传感器距离被焊接的部件之间的接缝有垂直移位，而接近度传感器与该接缝对准；

图9根据本公开内容一种例子实施例说明了图4搅拌摩擦焊接系统的一部分的侧视图，该搅拌摩擦焊接系统包括安装在垫板中的多个温度传感器和多个接近度传感器，温度传感器和接近度传感器交替地布置并与被焊接的部件之间的接缝对准；

图10说明了根据本公开内容一种例子实施例的搅拌摩擦焊接方法；及

图11说明了根据本公开内容一种例子实施例的电子设备的框图。

具体实施例