由于電子電器技術(shù)的飛速發(fā)展,零部件的出廠尺寸已經(jīng)可以用微型來形容,對微連接技術(shù)的需求也越來越大。除常規(guī)板厚的焊接,對應(yīng)用于薄板及超薄板（t<1mm）的攪拌摩擦微連接技術(shù)的研究工作就目前來看非常有限,仍有極大的發(fā)掘空間。由于施焊板材的厚度較薄,焊縫成形及接頭質(zhì)量對工藝參數(shù)的變化極為敏感,故對攪拌摩擦焊設(shè)備的定位精度、加工精度、機(jī)床穩(wěn)定性及數(shù)控響應(yīng)速度等要求極高。本文對超薄板微連接攪拌摩擦焊機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究,整體選擇設(shè)計(jì)了焊接設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)總體方案和數(shù)控系統(tǒng)的控制策略及硬件電路,并針對焊接過程中影響焊縫成形及接頭質(zhì)量的物理量設(shè)計(jì)研制出了實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊,實(shí)現(xiàn)了對焊接過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測和閉環(huán)反饋控制。基于微連接攪拌摩擦焊機(jī)的總體要求,通過對規(guī)劃完成的攪拌摩擦焊設(shè)備各部分的選型、安裝、調(diào)試,研制出典型的微連接攪拌摩擦焊設(shè)備,包括旋轉(zhuǎn)主軸和X、Y、Z軸的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分以及各軸驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)備控制部分。該設(shè)備機(jī)架結(jié)構(gòu)不易變形,具有良好的動(dòng)、靜剛度,焊機(jī)的各向進(jìn)給單元在以較低速度運(yùn)行時(shí)仍能保持平穩(wěn),焊機(jī)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性較高。為微連接攪拌摩擦焊機(jī)選擇配備了一套功能性強(qiáng)的控制策略和數(shù)控系統(tǒng)... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

攪拌摩擦微連接技術(shù)在薄壁外殼和筒體上的應(yīng)用Fig.1.1Applicationofmicrofrictionstirweldingonthin-wallmetalshellsandbarrels

工程碩士學(xué)位論文于薄板自身厚度較小，對攪拌摩擦微連接過程中攪拌工具的轉(zhuǎn)速和極為敏感，許多學(xué)者針對工藝參數(shù)問題展開了研究。Huang Y 等人擦微連接工藝實(shí)現(xiàn)了厚度為 0.5 mm的 6061鋁合金薄板的對接。研究 0.05 mm，過大或過小的下壓量都容易導(dǎo)致焊接缺陷的產(chǎn)生，且增速能夠改善表面外觀并消除焊縫弱結(jié)合缺陷，在轉(zhuǎn)速高于 1500 r/m薄率低于 2％，獲得最大抗拉強(qiáng)度 217 MPa 為母材強(qiáng)度的 90%，斷AZ 最小硬度值處，呈現(xiàn)典型的韌性斷裂。Ahmed S 等人[32]對厚度 6XXX 系鋁合金進(jìn)行了攪拌摩擦微連接對接和搭接對比試驗(yàn)，試驗(yàn)樣如圖 1.5 所示，研究認(rèn)為對于厚度小于 0.5 mm 的板材宜選擇進(jìn)拌厚度會(huì)改善 μFSW 后接頭的性能。

圖 1.6 瑞典 ESAB 公司生產(chǎn)的攪拌摩擦焊設(shè)備Fig.1.6 Friction stir welding equipment produced by Sweden ESAB在全球大力發(fā)展生產(chǎn)自動(dòng)化的工業(yè)形勢下，Mendes N 等人[38]提出了一種焊接聚合物材料的新型機(jī)器人攪拌摩擦焊平臺(tái)的完整概念和設(shè)計(jì)。研究表明過由力/運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)輔助的機(jī)器人攪拌摩擦焊設(shè)備，設(shè)置調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)墓に噮λ芰线M(jìn)行焊接，能夠得到質(zhì)量良好的焊接接頭。為了保證攪拌摩擦焊接設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與焊接過程的穩(wěn)定性，在設(shè)備問題有較多細(xì)節(jié)問題值得探討。Zaeh M F 和 Gebhard P[39]提出在攪拌摩擦焊過程中機(jī)床受力情況方面除了考慮在給定焊接操作期間發(fā)生的靜態(tài)力分量和最大載拌工具確實(shí)還會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)并將振動(dòng)引入機(jī)床結(jié)構(gòu)，不應(yīng)忽視。通過研究加工動(dòng)態(tài)特性及其對機(jī)床結(jié)構(gòu)的影響，并進(jìn)行綜合表征，然后將這些結(jié)果用于加模型的開發(fā)以及機(jī)器模型的設(shè)計(jì)并模擬對這些負(fù)載的響應(yīng)。將這兩個(gè)模型添一個(gè)模擬環(huán)境中，并相互作用，預(yù)測加工參數(shù)和機(jī)床的在一定組合下的加工性。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3398246