长时间以来,航空工业都在追求着轻量化的目标,好比飞机机翼、运载火箭燃料贮箱等设备均选取比强度相对高的铝合金材料。对于航空工业而言,波音公司是首家实现实际产品搅拌摩擦焊技术应用的航空航天制造公司,波音公司指出,搅拌摩擦焊技术实现了对熔化焊的有效取代,实现了大规??占湓嗽毓ぞ?,好比航天飞机、运载火箭等高强铝合、燃料贮箱的加工制造。在航空工业中,美国月蚀航空公司在搅拌摩擦焊技术研究上收获了可观的成效,他们于上世纪90年代末开启了搅拌摩擦焊技术在飞机制造中的应用研究,且在2002年得到了飞行认证。
摩擦搅拌焊主轴具有如下优势:焊接头综合力学性能好。摩擦搅拌焊在焊接铝合金的过程中,不需要熔化铝合金,以往的铝合金容易出现气泡或裂纹等情况,采用该工艺进行焊接可以在低于铝合金熔点的温度之下完成焊接过程,同时摩擦搅拌焊焊接会发挥机械搅拌作用。
焊后产生的残余应力小。摩擦搅拌焊的焊接温度较低,焊后铝合金结构变形及残余应力较小,能够保证焊接原件的物理形态。
适用范围较广?;谀Σ两涟韬傅墓ぷ髟?,可以确定此种方法的应用,除了可以很好的焊接铝合金之外,还能对热裂纹敏感材料予以焊接。所以,理论上来说,摩擦搅拌焊的应用范围是非常广的。
本实用新型提供了一种用于搅拌摩擦焊接的主轴系统,包括搅拌头、主轴组件、多维力传感器和用于与工业机器人末端轴相连的连接件,多维力传感器用于测量搅拌头的压力、前进阻力和扭矩;
主轴组件包括壳体和位于壳体内的转动轴,转动轴从壳体的端部伸出与搅拌头相连,以带动搅拌头转动;
多维力传感器的一端与壳体远离搅拌头的一端相连,另一端与连接件远离工业机器人末端轴的一端相连。