[发明专利]一种焊缝去飞边与质量检测装置与方法

说明书

一种焊缝去飞边与质量检测装置，包括安装座、夹持座、铣刀、导轮、激光测距头、测距座；安装座的顶部设置连接头用于与搅拌摩擦焊设备的搅拌针装夹机构适配连接；夹持座与安装座前端垂直且可滑动连接，铣刀、导轮安装于夹持座上，导轮与铣刀位于同一水平高度处；激光测距头通过测距座安装于安装座的后端且激光测距头的水平高度高于铣刀的高度，通过安装座将铣刀、导轮与搅拌摩擦焊设备的搅拌针装夹机构适配连接，自动去除焊接飞边，省时省力，除飞边的同时直接通过激光测距头测量焊缝表面高度，对于大型零件的搅拌摩擦焊接可以极大的减小检测以及补焊和产品上架的时间。

技术领域

本发明属于搅拌摩擦焊缝处理技术领域，具体涉及一种可实现自动去除复杂曲面焊接飞边，并具备检测焊缝表面质量的装置，提高搅拌摩擦焊接自动化程度及生产效率。

背景技术

焊接技术在加工制造领域具有举足轻重的地位，特别是铸造方式制造困难易产生缺陷以及结构比较复杂的零件，焊接成型方法具有得天独厚的优势。通过焊接方式将零件连接在一起，属于増材制造技术的一种。搅拌摩擦焊接技术是1991在英国焊接技术研究所(TWI)诞生的固相连接技术，其焊接过程无弧光、烟尘，无需气体保护和金属填充，是一种典型的新型绿色焊接技术。

搅拌摩擦焊技术在针对铝合金焊接时表现出的独到优势，使得其在航空航天、汽车、船舶、轨道交通车辆等领域的各类铝合金结构件制造方面得到了广泛地应用。

搅拌摩擦焊是高速旋转的搅拌头扎入工件后沿焊接方向运动，在搅拌头与工件接触部位产生摩擦热，使其周围金属形成塑性软化层，软化层金属在搅拌头旋转作用下填充搅拌针后方所形成的空腔，并在搅拌头轴肩与搅拌针的搅拌及挤压作用下实现材料连接的固相焊接方法。但是目前该技术也包含一些不足：

1.在焊接过程会形成焊接飞边。现有技术通常是通过人工使用气动扁铲去除飞边，耗时耗力，大大降低了搅拌摩擦焊接的自动化程度和工作效率。现有技术通过人工操作气动扁铲去除飞边，扁铲是使用气压产生的冲击力以去除飞边，为了控制巨大的冲击力，工人需要使用较大力气掌握好扁铲的角度和位置，严重降低搅拌摩擦焊技术自动化程度，并且一旦工人没有掌握好扁铲角度，将会造成焊缝母材损伤，由于扁铲刃角控制难度较大，稍有不慎便会伤到焊接母材，减薄了焊缝母材厚度降低了焊缝成形质量，特别是大型焊接件，一旦焊缝边缘损伤，会导致整件报废；另外，搅拌摩擦焊接速度为0.4米到1.5米/每分钟，属于自动化高速焊接，而人工焊缝飞边去除速度为0.3米/每分钟，需要多人配合控制工件状态至焊缝飞边可去除的位置，极大的降低了生产效率，且气动扁铲在工作过程中，噪声为110分贝，巨大噪音也会对操作人员造成伤害；如果采用人工手持气动铣刀铣去飞边，由于铣刀速度较快，一旦吃刀量大了难以控制，容易铣伤母材。

2.在焊接过程中，搅拌针轴线通常与焊接平面法线形成倾角，通过轴肩对焊接材料施加顶锻力，以挤压搅拌针后部材料填补空腔，但在焊接过程中，由于下压量通常需要人为调控，可能会出现减薄量过大的情况。目前对减薄量的检测是通过焊后使用声学测厚仪对焊缝厚度进行测量。

另外，现有技术中产品焊接完成后，通常从工装拆下使用声学测厚仪检测焊缝厚度，需耗费不少人力，而且产品一旦下架，发现问题后重新上架复位非常困难。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种去除搅拌摩擦焊接飞边与焊缝质量检测装置。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种去除搅拌摩擦焊接飞边与焊缝质量检测装置，包括安装座、夹持座、铣刀、导轮、激光测距头、测距座；安装座的顶部设置连接头用于与搅拌摩擦焊设备的搅拌针装夹机构适配连接；夹持座与安装座前端垂直且可滑动连接，铣刀、导轮安装于夹持座上，导轮与铣刀位于同一水平高度处；激光测距头通过测距座安装于安装座的后端且激光测距头的水平高度高于铣刀的高度。

本发明还保护利用上述装置进行焊缝质量检测功能与去除焊接飞边的方法，包括以下步骤：

步骤1、将安装座通过连接头与搅拌针装夹机构连接；