一种非晶合金的高能量密度焊接系统技术方案

本实用新型专利技术涉及非晶合金焊接设备技术领域，尤其涉及一种非晶合金的高能量密度焊接系统，包括第一平台和第二平台，包括冷却装置和压辊能沿着第一非晶合金板与第二非晶合金板的焊接移动路径同步移动；温度传感器能沿着第一非晶合金板与第二非晶合金板的焊接移动路径而移动；高能量密度装置的喷头指向第一非晶合金板的焊接端与第二非晶合金板的焊接端之间的位置并能移动；主机系统根据温度传感器测量的温度来控制冷却装置、压辊和高能量密度装置的喷头的工作状态，该系统能快速准确地升温和快速冷却非晶合金焊接位以避免非晶合金晶化的问题。化的问题。化的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种非晶合金的高能量密度焊接系统


[0001]本技术涉及非晶合金焊接设备
，尤其涉及一种非晶合金的高能量密度焊接系统。

技术介绍

[0002]块体非晶合金因具有优于传统晶态合金独特的物理和化学性能而受到广泛关注，但是非晶合金的形成能力有限。其中，压铸成型非晶合金需要极高的冷却速度，在当前有限的冷却速度条件下大部分只能形成毫米或厘米级别的铸造非晶合金；而且，在高温下非晶合金极易发生晶化，这些都阻碍了大尺寸非晶合金的制备。
[0003]目前，利用先进制造的方法制备出大尺寸非晶合金是解决大尺寸非晶合金制备问题的有效途径之一，焊接技术是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料的制造工艺及技术，它适用于高速率冷却成形的非晶合金焊接。近几年来，应用焊接技术来连接非晶合金的专利及相关研究已有不少，比如利用激光、电流焊接对非晶合金进行焊接。它们的原理都是利用激光或电流产生的热量使合金温度升高至过冷液相区，此时非晶合金具有超塑性，然后通过施压并冷却成形，最终实现两非晶合金的焊接。
[0004]例如在申请号为201910621588.5的专利技术创造中,公开了一种非晶合金、其激光焊接方法以及焊接辅助装置，该方法提出了一种能够在焊接过程中对待焊接件进行冷却的激光焊接方法，该方法的优点是避免焊缝晶化问题，但是该方法在焊接前需要人为选取在一定范围之内的激光参数来避免晶化，这无疑增加了焊接的难度以及焊接的精确度，且该范围内的激光参数不一定适用于焊接其他种类的非晶合金，这就严重影响了非晶合金焊接的质量。
>[0005]在申请号为201911228983.3的专利技术创造中,公开了一种非晶合金真空焊接装置和方法，该方法在真空腔内设置有焊接平台，实现真空激光焊接技术在真空环境下对非晶合金进行焊接，该方法的优点是有效避免非晶合金氧化和减少气孔，但该方法需要根据经验来人为调整焊接参数，并且该冷却效果不佳，不利于保证非晶合金焊接过程的完全非晶态。
[0006]在申请号为202011054489.2的专利技术创造中,公开了一种非晶合金电阻焊接方法，该方法利用直流电源正负极连接被焊接的两块非晶合金，焊接处升温至过冷液相区发生塑性变形后通过气缸挤压连接在一起，该方法的优点是能解决以往焊接连接性能不理想的问题。但是针对不同材质的非晶合金的过冷液相区不同的情况下，该方法具有能量不可控的局限性。

技术实现思路

[0007]本技术的目的为是克服了现有技术的问题，提供了一种的非晶合金的高能量密度焊接系统，该系统能快速准确地升温和快速冷却非晶合金焊接位以避免非晶合金晶化的问题。
[0008]为了达到上述目的，本技术采用以下方案：
[0009]提供一种非晶合金的高能量密度焊接系统，包括
[0010]第一平台和第二平台，所述第一平台和所述第二平台在直线上对齐，所述第一平台和所述第二平台二者的周沿均设有若干限位件，所述限位件将所述第一平台围设为用于放置第一非晶合金板的第一定位空间，所述限位件将所述第二平台围设为用于放置第二非晶合金板的第二定位空间，所述第二平台的朝上端面设有向上突出的用于支撑起第二非晶合金板的支撑件，所述支撑件的外端为弹性端，所述第二非晶合金板的焊接端能伸至所述第一非晶合金板的焊接端上方且能与所述第一非晶合金板的焊接端连接；
[0011]冷却装置和压辊，所述冷却装置贴在所述第一非晶合金板的焊接端的正下方，所述压辊贴在所述第二非晶合金板的焊接端的正上方，所述冷却装置和所述压辊能沿着第一非晶合金板与第二非晶合金板的焊接移动路径同步移动；
[0012]温度传感器，所述温度传感器位于所述第一非晶合金板的焊接端与所述第二非晶合金板的焊接端之间的位置并能沿着第一非晶合金板与第二非晶合金板的焊接移动路径而移动；
[0013]高能量密度装置，所述高能量密度装置的喷头指向第一非晶合金板的焊接端与所述第二非晶合金板的焊接端之间的位置并能移动；
[0014]主机系统，所述主机系统连接所述冷却装置、所述压辊、温度传感器和所述高能量密度装置的喷头，所述主机系统内储存有若干非晶合金材料的性能数据，所述主机系统根据所述温度传感器测量的温度来控制所述冷却装置、所述压辊和所述高能量密度装置的喷头的工作状态。
[0015]上述的非晶合金的高能量密度焊接系统的工作原理：所述第一平台的定位空间内放置待焊接的第一非晶合金板，所述第二平台的定位空间内放置待焊接的第二非晶合金板，所述第一非晶合金板与所述第二非晶合金板在竖直方向上错位排布，使得第一非晶合金板与第二非晶合金板具有错位叠合的区域，在该区域中，第一非晶合金板和第二非晶合金板未连接前，其二者的焊接端留有间隙，高能量密度装置的喷头朝向该间隙则逐步移动从而逐渐将非晶合金的连接界面逐步加热以使连接界面转换为塑性流变，压辊滚动并将第一非晶合金板压在第二非晶合金板上以使发生塑料流变的界面连接起来，冷却装置随着移动将连接在一起的焊接部位瞬时冷却。
[0016]主机系统存储多种非晶合金材料的性能数据，通过在主机系统中选择相应的非晶合金材料，主机系统根据待焊接的非晶合金的过冷液相区计算和控制输出加热功率，确保非晶合金不晶化，同时又避免了传统试错法寻找优化功率的繁琐工作，即，主机系统控制高能量密度装置的喷头对非晶合金的加热，主机系统还控制压辊、冷却装置和温度传感器沿焊接移动路径而同步移动，使得能瞬时加热和瞬时冷却，这样使得加热和冷却同步进行从而实现快速升温和快速冷却的效果，即已经焊接部位能及时冷却成形，避免非晶合金晶化。而温度传感器则实时监测加热温度，并将监测的数据反馈到主机系统，使得主机系统实时调控压辊、冷却装置等，确保了非晶合金的连接界面能达到过冷液相区的温度，保证连接效果。
[0017]进一步地，所述第一平台和所述第二平台之间留有空位，所述冷却装置放在所述空位中。
[0018]进一步地，所述限位件为限位柱，所述限位柱的圆面指向所述平台的中部。
[0019]进一步地，所述支撑件包括固定设置的管壳，所述管壳内设有弹簧条，所述弹簧条的外端伸出所述管壳并固定有向上拱起的顶帽。
[0020]进一步地，所述冷却装置包括肋板型的冷却板，所述冷却板能贴住所述第一非晶合金板的焊接端的下侧面移动。
[0021]进一步地，所述高能量密度装置包括机械臂，所述喷头连接在所述机械臂上，所述机械臂驱动所述喷头多向移动。
[0022]进一步地，所述机械臂与所述主机系统连接。
[0023]进一步地，还包括惰性气体喷嘴，所述惰性气体喷嘴指向第一非晶合金板与第二非晶合金板的焊接移动路径的侧边处且能沿第一非晶合金板与第二非晶合金板的焊接移动路径而移动。
[0024]进一步地，所述惰性气体喷嘴滑动连接在导轨上，所述导轨连接所述主机系统。
[0025]进一步地，所述高能量密度装置的能量为气体焰、激光或电子束中的一种。
[0026]与现有的技术相比，本技术具有如下优点：
[0027](1)本技术将压辊、冷却装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非晶合金的高能量密度焊接系统，其特征在于：包括第一平台和第二平台，所述第一平台和所述第二平台在直线上对齐，所述第一平台和所述第二平台二者的周沿均设有若干限位件，所述限位件将所述第一平台围设为用于放置第一非晶合金板的第一定位空间，所述限位件将所述第二平台围设为用于放置第二非晶合金板的第二定位空间，所述第二平台的朝上端面设有向上突出的用于支撑起第二非晶合金板的支撑件，所述支撑件的外端为弹性端，所述第二非晶合金板的焊接端能伸至所述第一非晶合金板的焊接端上方且能与所述第一非晶合金板的焊接端连接；冷却装置和压辊，所述冷却装置贴在所述第一非晶合金板的焊接端的正下方，所述压辊贴在所述第二非晶合金板的焊接端的正上方，所述冷却装置和所述压辊能沿着第一非晶合金板与第二非晶合金板的焊接移动路径同步移动；温度传感器，所述温度传感器位于所述第一非晶合金板的焊接端与所述第二非晶合金板的焊接端之间的位置并能沿着第一非晶合金板与第二非晶合金板的焊接移动路径而移动；高能量密度装置，所述高能量密度装置的喷头指向第一非晶合金板的焊接端与所述第二非晶合金板的焊接端之间的位置并能移动；主机系统，所述主机系统连接所述冷却装置、所述压辊、温度传感器和所述高能量密度装置的喷头，所述主机系统内储存有若干非晶合金材料的性能数据，所述主机系统根据所述温度传感器测量的温度来控制所述冷却装置、所述压辊和所述高能量密度装置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成勇，陈伟专，唐梓敏，丁峰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：