本发明专利技术公开了一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置，属于焊接技术领域，包括驱动座和换能器，换能器位于驱动座的一侧，驱动座的内部安装有用于驱动搅拌针转动的驱动电机，驱动座下端的中间位置安装有限位柱，限位柱的下端安装有搅拌针；换能器的下端安装有变幅杆，变幅杆的下端安装有超声探头，换能器的上端连接有超声波发生器；驱动座下端的边缘位置安装有调节机构，调节机构可以起到支撑和防护的作用，调节机构包含第一固定夹环和调节上环；本发明专利技术还公开了一种超声搅拌摩擦焊接方法；本发明专利技术用于解决现有方案中没有对搅拌针的运行进行限位防护以及对超声探头进行位置调整，导致超声搅拌摩擦焊接的整体效果不佳的技术问题。搅拌摩擦焊接的整体效果不佳的技术问题。搅拌摩擦焊接的整体效果不佳的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法
[0001]本专利技术涉及焊接
，更具体地说，它涉及一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法。
技术介绍
[0002]搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。
[0003]公开号为CN107457479A、名称为一种用于组件厚度不均的可调式搅拌摩擦焊接装置及方法的专利技术专利公开了搅拌摩擦焊接装置可利用超声波辅助对厚度不均的组件进行焊接，超声波探测器先进行前期探测组件厚度，超声波脉冲信号转化为电信号，再传输至终端控制器转化为数字信号，并记录成为组件厚度梯度曲线；中期驱动电机和驱动段搅拌针控制变换传动段搅拌针根据组件厚度梯度曲线变换长度，同时利用超声振动辅助焊接提高摩擦焊接的效率，并减缓搅拌针的磨损；后期成像检测可即时检测到焊接组件的有无内部缺陷的情况。
[0004]但是该方案存在一定的缺陷：首先，没有对搅拌针进行防护，使得搅拌针在调整或者运行的过程中持续保持稳定的状态；其次，不能根据焊接工件上不同尺寸的焊缝来调节超声探头与搅拌针之间的距离，使得超声探头的运行效果受到限制；最后，也不能根据焊缝的形态动态调整超声探头的位置，进而导致超声探头辅助搅拌摩擦焊接的整体效果不佳。
技术实现思路
[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置及焊接方法，解决以下技术问题：如何对搅拌针的运行进行限位防护以及对超声探头进行位置调整，来提高超声搅拌摩擦焊接的整体效果的技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置，包括驱动座和换能器，换能器位于驱动座的一侧，驱动座的内部安装有用于驱动搅拌针转动的驱动电机，驱动座下端的中间位置安装有限位柱，限位柱的下端安装有搅拌针；
[0008]换能器的下端安装有变幅杆，变幅杆的下端安装有超声探头，换能器的上端连接有超声波发生器；
[0009]驱动座下端的边缘位置安装有调节机构，调节机构可以起到支撑和防护的作用，调节机构包含第一固定夹环，第一固定夹环的下端固定安装有调节上环，调节上环的下端滑动连接有调节下环，调节下环的下端固定安装有调节底座；
[0010]变幅杆的外表面滑动连接有限位机构，限位机构包含第三限位夹环，第三限位夹环与变幅杆滑动连接，第三限位夹环的一侧固定安装有第二限位夹板，第一固定夹环与第二限位夹板之间连接有第一连接板；设置的限位机构配合第一连接板和第一固定夹环的使
用，不仅可以起到辅助调节超声探头位置的作用，还可以配合第一限位夹板和第二连接板来调整变幅杆与驱动座之间的距离。
[0011]为了更灵活的对搅拌针进行调整和防护，进一步地，调节上环的内部设置有调节腔，调节下环的上端与调节腔的上表面之间连接有连接弹簧，调节腔的上表面固定安装有位于连接弹簧内部的限位上环，限位上环的内部滑动连接有限位下环。
[0012]为了更便捷对搅拌针的运行进行清理，进一步地，调节下环外表面的下方位置设置有若干个散热孔，调节底座的左右两侧分别设置有连接槽和通槽。
[0013]为了提高超声探头位置调整时的稳定性，进一步地，第一固定夹环的外表面设置有限位槽，限位槽的内表面胶接有摩擦垫，第一连接板靠近第一固定夹环的一侧固定安装有与限位槽相适配的滑板，第一连接板通过滑板与限位槽转动连接。
[0014]进一步地，驱动座的上端固定安装有固定架和支撑座，支撑座位于固定架的一侧，固定架内部的上表面固定安装有调节电机，调节电机的下端安装有与支撑座相接触的驱动柱，驱动柱的外表面固定安装有第二固定夹环。
[0015]为了对换能器受到的推力进行缓冲，进一步地，换能器的外表面设置有缓冲机构，缓冲机构包含固定安装在换能器外表面的第二限位夹环，第二限位夹环的上端连接有第一限位夹环，第二限位夹环与第一限位夹环之间固定安装有限位弹簧，第一限位夹环靠近固定架的一侧固定安装有第一限位夹板。
[0016]进一步地，第一限位夹板与第二固定夹环之间连接有第二连接板。
[0017]进一步地，第一限位夹环的内表面胶接固定有缓冲夹垫，第一限位夹环通过缓冲夹垫与换能器滑动连接，第一限位夹板和第二限位夹板内表面的两侧均固定安装有若干个具有弹性的限位齿头，相邻的限位齿头之间设置有限位齿槽。
[0018]为了更灵活的调整变幅杆与驱动座之间的距离，进一步地，第一连接板和第二连接板外表面的两侧均固定安装有与限位齿槽相适配的连接齿头，连接齿头也具有弹性。
[0019]进一步地，超声探头和搅拌针的下方设置有焊接工件，第三限位夹环远离第二限位夹板的一侧固定安装有摄像座，摄像座的下端镶嵌有摄像头。
[0020]一种超声搅拌摩擦焊接方法，具体的步骤包括：
[0021]步骤一：根据焊接工件以及焊缝的尺寸调整超声探头与搅拌针之间的距离，当超声探头与搅拌针之间的距离需要减小或者增加时，对变幅杆远离驱动座的侧面施加一个推力或者拉力，使得第一限位夹板和第二限位夹板分别向靠近或者远离第二连接板和第一连接板的方向移动，第一限位夹板和第二限位夹板在移动过程中，通过若干个连接齿头在限位齿头上进行移动并抵接限位；
[0022]步骤二：将超声探头和搅拌针的下端对准焊接工件上的焊缝，控制驱动座向下移动，调节底座的底端与焊接工件相接触后驱动座继续向下移动，调节上环继续下移时，调节下环对连接弹簧进行挤压使得连接弹簧收缩，并对限位下环的下端施加一个向上的推力，通过该推力使得限位下环在限位上环的内部向上移动，直至超声探头的下端与焊缝的上端相抵接且搅拌针的下端进入至焊缝中，则停止驱动座下移；
[0023]步骤三：通过驱动电机驱动搅拌针转动来对焊缝进行搅拌摩擦焊接，通过超声波发生器、换能器和变幅杆使得超声探头对焊缝进行超声波辅助焊接，通过摄像头对焊接工件上焊缝的位置和形态进行监测，分析判断焊缝处于弯曲形态还是直线形态；
[0024]步骤四：当焊缝处于弯曲形态时，控制调节电机驱动驱动柱转动，通过驱动柱的转动带动第二连接板和第一限位夹板转动，通过第二连接板和第一限位夹板带动换能器、变幅杆和超声探头转动，变幅杆转动时带动第三限位夹环转动，通过第二限位夹板和第一连接板使得滑板在限位槽内转动。
[0025]与现有方案相比，本专利技术的有益效果：
[0026]1、本专利技术中，设置的调节机构可以对搅拌针的运行进行限位和防护，搅拌针不工作时，通过调节上环和调节下环可以对搅拌针进行安全防护，并且搅拌针在下移的过程中，通过连接弹簧配合限位上环和限位下环，可以对搅拌针的下移进行限位，并且通过调节底座进行支撑，通过连接槽和通槽对搅拌针工作时产生的碎屑进行清理，提高了搅拌针运行时的稳定性和灵活性。
[0027]2、本专利技术中，设置的缓冲机构配合第二连接板和第二固定夹环的使用，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置，包括驱动座(100)和换能器(400)，所述换能器(400)位于驱动座(100)的一侧，所述驱动座(100)下端的中间位置安装有限位柱(102)，所述限位柱(102)的下端安装有搅拌针(103)；所述换能器(400)的下端安装有变幅杆(401)，所述变幅杆(401)的下端安装有超声探头(402)；其特征在于，所述驱动座(100)下端的边缘位置安装有调节机构，调节机构包含第一固定夹环(200)，所述第一固定夹环(200)的下端固定安装有调节上环(201)，所述调节上环(201)的下端滑动连接有调节下环(202)，所述调节下环(202)的下端固定安装有调节底座(203)；所述变幅杆(401)的外表面滑动连接有限位机构，限位机构包含第三限位夹环(700)，所述第三限位夹环(700)的一侧固定安装有第二限位夹板(701)，所述第一固定夹环(200)与第二限位夹板(701)之间连接有第一连接板(204)。2.根据权利要求1所述的一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述调节上环(201)的内部设置有调节腔，所述调节下环(202)的上端与调节腔的上表面之间连接有连接弹簧(2011)，调节腔的上表面固定安装有位于连接弹簧(2011)内部的限位上环(2012)，所述限位上环(2012)的内部滑动连接有限位下环(2013)。3.根据权利要求2所述的一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述调节下环(202)外表面的下方位置设置有若干个散热孔(2021)，所述调节底座(203)的左右两侧分别设置有连接槽(2031)和通槽(2032)。4.根据权利要求3所述的一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述第一固定夹环(200)的外表面设置有限位槽，限位槽的内表面胶接有摩擦垫(2001)，所述第一连接板(204)靠近第一固定夹环(200)的一侧固定安装有与限位槽相适配的滑板(2041)，所述第一连接板(204)通过滑板(2041)与限位槽转动连接。5.根据权利要求4所述的一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述驱动座(100)的上端固定安装有固定架(101)和支撑座(104)，所述支撑座(104)位于固定架(101)的一侧，所述固定架(101)内部的上表面固定安装有调节电机(300)，所述调节电机(300)的下端安装有与支撑座(104)相接触的驱动柱(301)，所述驱动柱(301)的外表面固定安装有第二固定夹环(302)。6.根据权利要求5所述的一种可动态调整的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述换能器(400)的外表面设置有缓冲机构，缓冲机构包含固定安装在换能器(400)外表面的第二限位夹环(600)，所述第二限位夹环(600)的上端连接有第一限位夹环(500)，所述第二限位夹环(600)与第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：张耀，孟威，
申请(专利权)人：江苏嘉一北科光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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