[发明专利]一种前进阻力与干湿分离线联合反馈控制的薄板搅拌摩擦焊接装置及其使用方法

权利要求书

1.一种前进阻力与干湿分离线联合反馈控制的薄板搅拌摩擦焊接装置的使用方法，其特征在于，该焊接装置包括压紧装置、喷水孔（1）、抽水孔（2）、金属参考丝组（3）、视频识别装置（4）和压力传感器（8），所述压力传感器（8）设在工作台的下方，所述压紧装置包括上部的夹持板（5）和底部的U型压板（6），夹持板（5）和U型压板（6）之间以浮动弹簧压杆（7）连接；

所述金属参考丝组（3）由多根金属参考丝组成，金属参考丝由不锈钢材料制成；

在U型压板（6）上设有四个螺孔，靠近浮动弹簧压杆（7）的两个螺孔为所述喷水孔（1）；远离浮动弹簧压杆（7）的两个螺孔为所述抽水孔（2）；

在U型压板（6）底部设有滚珠；

该焊接装置具体的使用步骤为：

1）清点各部分构件，安装压力传感器于工作台的下方，根据焊接参数将金属参考丝夹入U型压板的U型口内对应的预置位置；将喷水管与喷水孔相连、抽水管与抽水孔相连；将夹持板夹装在搅拌摩擦焊焊机机头上，调整高度后锁紧；将视频识别装置夹装在U型压板上；

2）利用压力传感器测得搅拌头前进阻力F及其超过滞区后的变化率δ_F来判定焊接区域温度大小，利用视频识别装置测得搅拌头前方干湿分界线与金属参考丝的距离δ_L来判定焊接区域高温区大小；

3）在高温作用下，水分迅速蒸发形成的干湿分界线向搅拌头靠近且越过金属参考丝时，如搅拌头前进阻力变化率δ_F＞0，则保持当前参数不变；如δ_F≤0，则下压搅拌头，从而增加焊缝的热输入量；当分界线开始收缩且与金属参考丝的距离δ_L变大，如δ_F≥0，减少下压量同时减少旋转速度；如δ_F＜0，则保持原参数不变3 s，如果金属参考丝的距离δ_L还是变大，则停止焊接，重新设定温度和焊接参数；当分界线与金属参考丝的距离δ_L在容许误差区间内时，则保持当前参数不变。

2.如权利要求1所述的一种前进阻力与干湿分离线联合反馈控制的薄板搅拌摩擦焊接装置的使用方法，其特征在于，根据材料的性质和焊接速度大小，搅拌头前进阻力滞区可在设定阻力F0的上下100N，即滞区范围是[-100N，100N]。

3.如权利要求1所述的一种前进阻力与干湿分离线联合反馈控制的薄板搅拌摩擦焊接装置的使用方法，其特征在于，分界线与金属参考丝的距离δ_L也设有容许误差区间，即干湿分离线与金属参考丝最近的距离为±2 mm内。