[发明专利]一种用于圆筒结构内壁缺陷修复的方法

说明书

一种用于圆筒结构内壁缺陷修复的方法，属于搅拌摩擦焊修复技术领域。所述用于圆筒结构内壁缺陷修复的搅拌摩擦装置，包括可伸缩主轴、第一可伸缩副轴、第二可伸缩副轴和压力控制系统，第一可伸缩副轴和第二可伸缩副轴对称设置在可伸缩主轴的两侧，所述第一可伸缩副轴的端部与第一搅拌头或者第二搅拌头连接，所述第二可伸缩副轴的端部与支撑轮或者第二搅拌头连接，压力控制系统包括上位机、设置在第一可伸缩副轴上的第一压力传感器和设置在第二可伸缩副轴上的第二压力传感器。所述用于圆筒结构内壁缺陷修复的方法，实现修复过程稳定、修复后材料组织均匀，保证了修复的完整性，提高了修复质量。

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊修复技术领域，特别涉及一种用于圆筒结构内壁缺陷修复的方法。

背景技术

搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)由英国焊接研究所于1991年提出，是一种新型固相焊接技术，具有工作效率高、节能、无污染、焊接变形小、焊缝质量高等优点，在航空航天、汽车、船舶、电子等领域有着广泛的应用。利用基于固相焊接的搅拌摩擦焊修复金属构件缺陷可以避免与熔化焊相关的裂纹、气孔等产生，并有效提高修复后构件的力学性能，这种技术现在越来越多的被用于金属构件的修复当中。

专利CN201710057732.8和CN201010531877.5公开了修复长体积缺陷方法和电弧预热搅拌摩擦塞补焊方法均集中在平面板材结构或构件的外表面修复，但现有技术不适用于工件内部及弧面等结构，尤其不能对圆筒结构的内壁缺陷进行修复，因此，急需一种能对圆筒结构内壁缺陷修复的搅拌摩擦修复装置。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种用于圆筒结构内壁缺陷修复的方法，实现修复过程稳定、修复后材料组织均匀，保证了修复的完整性，提高了修复质量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于圆筒结构内壁缺陷修复的搅拌摩擦装置，安装在搅拌焊设备或机器人上，其包括可伸缩主轴、第一可伸缩副轴、第二可伸缩副轴和压力控制系统；

所述第一可伸缩副轴和第二可伸缩副轴对称设置在可伸缩主轴的两侧，所述第一可伸缩副轴的端部与第一搅拌头或者第二搅拌头连接，所述第二可伸缩副轴的端部与支撑轮或者第二搅拌头连接；

所述压力控制系统包括上位机、设置在第一可伸缩副轴上的第一压力传感器和设置在第二可伸缩副轴上的第二压力传感器，上位机根据第一压力传感器和第二压力传感器的压力信号控制第一可伸缩副轴和第二可伸缩副轴的伸缩。

上述技术方案中，可伸缩主轴固定在搅拌焊设备或机器人上，第一可伸缩副轴和第二可伸缩副轴沿可伸缩主轴的外周对称布置。第一压力传感器用于检测第一可伸缩副轴的轴向压力，第二压力传感器用于检测第二可伸缩副轴的轴向压力，第一压力传感器和第二压力传感器均与上位机连接，第一压力传感器和第二压力传感器将测量的压力数据传递至上位机，上位机控制第一可伸缩副轴和第二可伸缩副轴伸长或缩短。

进一步的，所述第一可伸缩副轴的端部与第一搅拌头连接时，所述第二可伸缩副轴的端部与支撑轮连接；所述第一可伸缩副轴的端部与第二搅拌头连接时，所述第二可伸缩副轴的端部与第二搅拌头连接。

上述技术方案中，第一可伸缩副轴的端部与第一搅拌头连接，第二可伸缩副轴的端部与支撑轮连接，支撑轮可绕轮自身轴线自由旋转，支撑轮尺寸和结构强度依据具体待修复圆筒结构确定，可拆除更换，用于使第一搅拌头完成长条形金属与圆筒结构的搅拌摩擦焊；第一可伸缩副轴的端部与第二搅拌头连接，第二可伸缩副轴的端部与第二搅拌头连接，两个第二搅拌头都用于修复第一搅拌头的搅拌针留下的匙孔并减小第一次修复的残余应力，使晶粒细化、组织均匀。

进一步的，所述第一可伸缩副轴的端部与第一搅拌头通过旋转轴连接，所述旋转轴设置有电机，所述电机与上位机连接。