防止焊接残渣污染联合件，通过搅拌摩擦将二联合件焊接在一起的设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种用于通过摩擦搅拌焊接将二联合件焊接在一起的方法和设备，所述方法和设备防止联合件被焊接残渣污染。所述方法包括以下特征：可以被集成于任何机器中的焊接头，所述焊接头为心轴驱动的形式由驱动单元驱动，包括用于固定辅助焊接过程的设备的安设凸缘、以及用于接收具有用于引导焊接针(11)的焊接和平滑护套的截头圆锥形工具的夹紧系统、被集成于焊接和平滑护套中的用于研磨在焊接过程中生成的废料的设备(17)，在焊接过程中生成的废物然后通过被安排在用于流体(20、18)和抽吸通道(19)的截头圆锥形工具的上部和/或下部区域中的流体的一个入口通道来去除。

Equipment and method for welding two joints together by friction stir to prevent welding residue pollution

The invention relates to a method and equipment for welding two joints together by friction stir welding, and the method and equipment prevent the joints from being polluted by welding residue. The method includes the following features: welded joints that can be integrated into any machine, which are driven by a drive unit in the form of a mandrel, including installation flanges of equipment for fixing auxiliary welding processes, a clamping system for receiving a truncated conical tool with a welding and smoothing sheath for guiding the welding needle (11), and integration into welding and smoothing. The equipment (17) in the sheath for grinding the waste generated in the welding process is then removed by an inlet channel arranged in the upper and/or lower regions of the truncated conical tool for fluid (20, 18) and suction channel (19).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防止焊接残渣污染联合件，通过搅拌摩擦将二联合件焊接在一起的设备及方法
本专利技术涉及一种用于通过摩擦搅拌焊接焊接二联合件的设备和方法，其完全防止联合件被焊接残渣污染。在摩擦搅拌焊接期间，在打算通过在旋转并且同时在平移中移动并且被施以压力的旋转工具之间的摩擦力被焊接的材料的联合区域中，生成使待焊接材料处于塑化状态的摩擦热。在这例子中，工具沿着联合区域移动并且搅拌打算在接缝内被连接的以及彼此邻接的塑化材料。在接缝的端部，工具从连接区域移除并且焊缝可以被直接加载。
技术介绍
从现有技术中已知关于摩擦搅拌焊接，尤其是来自申请人本身的先前公开的DE102015005763U1，其涉及一种用于通过摩擦搅拌焊接的扁平弯曲结构的均匀的焊接的设备。由此出版物中已知的设备，虽然符合高质量要求的焊接结果可以达成，但是在这种例子中当焊接针在焊接操作结束期间被拉出时不能完全排除可以观察到的不均匀性的些微发生。此外，必须考虑打算被焊接的结构的边缘没有接头彼此不联接，但反而具有不均匀性的些微的发生，其在焊接操作期间为了达成平坦的表面，使其有必要提供“填充材料”。此外，也有从也是来自申请人本身的DE102012010836B3已知的方法和设备，所述方法和设备用于以计算器程序和机器可读载体在摩擦搅拌焊接期间改善焊缝的质量。此文献打算将摩擦搅拌工具的服务寿命从大约2小时增加到15小时，并且以不需要后续处理的方式增加联合缝的质量。所述目的以具有以下特征的设备来实现：a)具有驱动头(2)的接收板(1)，和用于接收摩擦焊接尖端(9)的心轴轴承(4)，其中在心轴轴承(4)中，被使用于移除不需要的材料的螺旋形的运输蜗杆(6)在以倾斜的方式向外引导的开口(8)中打开，b)心轴轴承(4)的纵轴是相对于垂直以自2.8至3.2度的角度倾斜，c)旋转心轴的滑动面包括平的滑动面(10)，及特别地用于焊接弯曲接缝，自身是弯曲、并且相邻于两个相对的侧面、并且以相对于滑动面(11)的锐角倾斜的滑动面(11)，d)摩擦焊接尖端(9)具有截断的圆锥的形状，其中覆盖面在中心升高，并且其中截断的圆锥的覆盖面是由六个梯形表面件形成，其中三个表面件是以在周边上均匀方式分布的状态以120度的角度彼此面对，并且在圆周上占据大于1/6的比例。关于现有技术，还可以参考EP2561948A1，其相关于通过摩擦搅拌焊接用于制造凸缘/管凸缘组件的方法和安装。根据权利要求11的前序部分的这种安装陈述了简化凸缘和管的定心、以及使用焊浴的固定的问题，及支持通过摩擦搅拌焊接所软化的区域以用于接收在摩擦搅拌焊接期间的压力，以及具有测量的减少的根据凸缘的纵轴用于定心管道、以及具有同时的生产时间的减少、节省材料及确保经济优势的安装操作。在权利要求11的特征部分中，在这方面请求保护的是，焊浴固定是构成为气动地可夹紧和可释放的夹紧和支持板，以用于相对于凸缘的旋转轴将管定心、并且用于接收在摩擦搅拌焊接期间的压力，以及用于扫描在管和凸缘之间的对接接头的传感器被提供，以及此外用于将成形楔移入和移出的设备被提供，所述成形楔与切线平面对齐，其水平地位于旋转轴上方，并且其延伸穿过所述对接接头，以便移动摩擦搅拌焊接工具的摩擦搅拌焊接针而没有来自摩擦搅拌焊接对接接头的穿孔，其中传感器和用于使成形楔移入和移出的设备被连接到控制单元。然而，在许多情况下，当通过摩擦搅拌焊接来焊接二联合件时，关于不可防止的焊接部件的污染会有来自客户的异议。在许多应用中，藉此相当大的成本可能缘于必要的后续处理的结果而生成。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种设备和方法，其中在摩擦搅拌焊接的操作期间，由于在焊接过程中的残渣在所有各自的联合件上没有污染被进行。高成本的焊缝的后续处理因此被免除。此目的以本专利权利要求1中的特征来达成。用于通过摩擦搅拌焊接焊接二联合件的设备，其完全防止联合件被焊接残渣污染，其具有以下特征：a)焊接头，其以心轴驱动(4)的形式可以被集成于任何机器中，所述心轴驱动由具有组装凸缘(5)的驱动单元(1)驱动，所述组装凸缘用于固定支持焊接过程和夹紧系统(8)的设备，以用于接收工具盖(9)，工具盖(9)具有用于引导焊针(11)的焊接和平滑护套(10)，b)设备(14)，其被集成于焊接和平滑护套(10)中，用于压碎在焊接过程中生成的磨损材料，其中用于去除所述磨损材料而不污染联合件的设备被提供，c)集成在焊接头中的设备(7)，以用于垂直轴向调整工具盖(9)，d)温度传感器(27)，其被集成于工具盖(9)中，其中工具盖(9)的温度可以通过流体的供应和排出来控制。要求保护的是，在焊接过程中生成的磨损材料的压碎是通过切割刀片保持构件(16)和与其固定的切割刀片(17)进行。还要求保护在组装凸缘(5)下方安排传感器环(6)，所述传感器环(6)承载用于测量力的传感器，用于测量直接工艺参数和/或用于振荡测量，以及在焊接过程期间生成的磨损材料借助于用于流体(20、18)的流入通道去除，所述流入通道安排在工具盖(9)的上部和/或下部区域中以及出口信道(19)。还要求保护的是，在焊接头中，至少一个缆线通道(22)通往被集成于焊接头中的传感器，和根据权利要求6的方法。通过摩擦搅拌焊接焊接二联合件的方法，其完全防止联合件被焊接残渣污染，具有以下方法特征：a)在可以被集成于心轴驱动器(4)形式的任何机器中的焊接头中，心轴驱动器(4)由驱动单元(1)驱动，驱动单元(1)具有用于固定支持焊接过程的设备的组装凸缘(5)和夹紧系统(8)用于接收工具盖(9)，工具盖(9)具有用于引导焊接针(11)的焊接和平滑护套(10)，确保在焊接和平滑护套(10)中集成设备(14)被提供用于压碎在焊接过程中生成的磨损材料，b)然后通过安排在工具盖(9)的上部和/或下部区域中的流体(20、18)的流入信道和出口信道移除在焊接过程中生成的磨损材料，(19)并且在焊接过程中生成的磨损材料的压碎是通过切割刀片保持构件(16)和与其固定的切割刀片(17)进行，并且计算器程序具有程序代码，用于当在计算器上执行程序时，实现根据权利要求6或7的方法步骤。还要求保护一种机器可读载体，其具有计算器程序的程序代码，用于当在计算器上执行程序时，执行根据权利要求6或7的方法。附图说明下面更详细地描述根据本专利技术的设备：在图式中：图1是焊接头的立体图，图2是图1的焊接头的截面图，图3a是工具盖的截面图，图3b是工具盖下部的截面图，图3c是没有焊接和平滑护套10的工具盖下部的立体图，图4a是工具盖下部的截面图，其中切割刀片17位于顶部，图4b是工具盖下部的截面图，其中切割刀片17位于底部，图4c是透过工具盖下部的截面图，其中切割刀片17位于针轴部区域的底部，图5是用于轴向调整工具盖的单元7的截面图，图6是轴向调整7的立体图，图7a是从上方抬起的清洁操作的截面图，图7b是从下方抬起清洁操作的截面图，图8是工具盖的截面图，示出了多个功能。具体实施方式图1是根据本专利技术的整体焊接头的立体图。术语“整体”之被选择是因为整个过程数据采集和过程控制是被集成于焊接头中。心轴在某种程度上是“旋转工具保持构件”，其中焊接头可以被被集成于任何机器中。在右手侧，在图1中，可以看见用于心轴的驱动单元的控制线和能量供应线2，其中整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过摩擦搅拌焊接而焊接二联合件的设备，其完全防止所述联合件被焊接残渣污染，具有以下特征：e)焊接头，其以心轴驱动(4)的形式可以被集成于任何机器中，所述心轴驱动(4)由具有组装凸缘(5)的驱动单元(1)所驱动，以用于固定支持所述焊接过程的设备、以及用于接收具有用于引导焊针(11)的焊接和平滑护套(10)的工具盖(9)的夹紧系统(8)，f)设备(14)，其被集成于所述焊接和平滑护套(10)中，用于压碎在所述焊接过程中生成的所述磨损材料，其中用于去除所述磨损材料的工具而无所述联合件的污染的设备被提供，g)设备(7)，其被集成于所述焊接头中，用于所述工具盖(9)的垂直轴向调整，h)温度传感器(27)，其被集成于所述工具盖(9)中，其中所述工具盖(9)的所述温度可以通过流体的所述供应和排出来控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.21 DE 102016007585.61.一种用于通过摩擦搅拌焊接而焊接二联合件的设备，其完全防止所述联合件被焊接残渣污染，具有以下特征：e)焊接头，其以心轴驱动(4)的形式可以被集成于任何机器中，所述心轴驱动(4)由具有组装凸缘(5)的驱动单元(1)所驱动，以用于固定支持所述焊接过程的设备、以及用于接收具有用于引导焊针(11)的焊接和平滑护套(10)的工具盖(9)的夹紧系统(8)，f)设备(14)，其被集成于所述焊接和平滑护套(10)中，用于压碎在所述焊接过程中生成的所述磨损材料，其中用于去除所述磨损材料的工具而无所述联合件的污染的设备被提供，g)设备(7)，其被集成于所述焊接头中，用于所述工具盖(9)的垂直轴向调整，h)温度传感器(27)，其被集成于所述工具盖(9)中，其中所述工具盖(9)的所述温度可以通过流体的所述供应和排出来控制。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述焊接过程中生成的所述磨损材料的所述压碎是通过切割刀片保持构件(16)和与其固定的切割刀片(17)来进行。3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，传感器环(6)被安排于所述组装凸缘(5)的下方，其携带用于测量力、用于测量直接过程参数和/或用于振荡测量的传感器。4.如前述权利要求其中之一所述的设备，其特征在于在所述焊接过程中生成的所述磨损材料通过被...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·魏格尔，亚历山大·斐内斯，
申请(专利权)人：格林策巴赫机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE