一种摩擦焊接质量检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种摩擦焊接质量检测装置及检测方法。

背景技术

随着世界范围内的能源危机和气候变暖，交通运输领域迫切需要一种全新的能源模式，而锂离子电池因其绿色环保，高能量输出等特性引起了交通运输领域的广泛关注，目前，世界范围内相关行业都对锂离子电池在此领域的应用展开了广泛的研究随着电动汽车技术的成熟和日益完善，电动汽车和混合动力汽车走进日常生活的梦想已成为可能，并且在电动汽车普及的过程中孕育着巨大的商机。而车载大容量动力电池性能的优劣直接影响着电动汽车的整体性能。这为电动汽车车载动力电池提出了更高的要求(比如要具有更高的安全性，更优秀的性能，重量更轻)。

锂离子电池顶盖负极通常采用铜铝摩擦焊结构。摩擦焊是一种固态焊接方法，以摩擦热为热源，通过机械摩擦运动及施加轴向压力使两摩擦表面加热到塑性状态，通过界面的分子扩散和再结晶将异种金属连接起来。现有技术中，通常采用连续自动化设备完成摩擦焊；在摩擦焊接生产过程中没有检测，无法保证摩擦焊质量，若产生焊接缺陷没有及时检出，将在后续的使用中带来问题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种能够对摩擦焊接的产品进行及时检测，避免在后续使用中出现问题的摩擦焊接质量检测装置及检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种摩擦焊接质量检测装置，用于测量第一金属材质产品与第二金属材质产品之间的摩擦质量，包括有微电阻测试仪，及从微电阻测试仪的连接出来的、用于与第一金属材质产品相接的第一微电阻仪器探测臂，及从微电阻测试仪的连接出来的、用于与第二金属材质产品相接的第二微电阻仪器探测臂，该第一金属材质产品与第二金属材质产品之间摩擦焊接形成有焊接结合面。

作为优选，该第一微电阻仪器探测臂包括有第一探测臂本体，及经由第一探测臂本体延伸出来的、与第一金属材质产品相接的第一探针。

作为优选，该第二微电阻仪器探测臂包括有第二探测臂本体，及经由第二探测臂本体延伸出来的、与第二金属材质产品相接的第二探针。

作为优选，该第一金属材质产品为铝材质产品，该第二金属材质产品为铜材质产品。

作为优选，该第一微电阻仪器探测臂从微电阻测试仪的负极连接出来，该第二微电阻仪器探测臂从微电阻测试仪的正极连接出来。

作为优选，该第一探针与第一金属材质产品相接的一侧为远离焊接结合面的一侧，该第二探针与第二金属材质产品相接的一侧为远离焊接结合面的一侧。

本发明所要解决的另一技术问题为提供一种摩擦焊接质量检测方法，采用上述的摩擦焊接质量检测装置，包括以下步骤：

在第一金属材质产品与第二金属材质产品摩擦焊接完成后，采用微电阻测试仪进行检测；

摩擦焊接产品通过输送带传到检测位置，第一探针贴在摩擦焊接的第一金属材质产品表面上，第二探针贴在摩擦焊接的第二金属材质产品表面上，形成回路；

微电阻测试仪通过形成的回路显示电阻数据；

当电阻数据合格时，则通过输送带传送至合格品放置区，当电阻数据不合格时，则通过机械手抓取放置至不良品区。

作为优选，当显示的电阻数据＞0.02mΩ时，判定为电阻数据不合格，焊接结合面存在间隙或焊洞瑕疵。

作为优选，当显示的电阻数据≤0.02mΩ时，判定为电阻数据合格。

作为优选，在产品摩擦焊接前进行清洁作业，将第一金属材质产品与第二金属材质产品通过清洗方式去除表面油污杂质，并使第一金属材质产品与第二金属材质产品满足RFU≤100。

本发明的有益效果是：

针对摩擦焊接生产过程中没有检测，无法保证摩擦焊质量，本专利提出一种检测方法，当摩擦焊接完成后，产品上下面用电阻仪器进行检测，阻值在设定范围内则判定焊接质量合格，超出阻值范围则判定焊接质量不良，此检测方法保证了焊接缺陷产品零流出，确保所流出产品合格。

附图说明

图1为本发明的一种摩擦焊接质量检测装置的结构示意图；

图2为本发明的一种摩擦焊接质量检测装置的流程示意图；

图3为摩擦焊接合格品及不良品电阻检测数据图；

图4为摩擦焊接产品图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例

参阅图1-4所示，一种摩擦焊接质量检测装置，用于测量第一金属材质产品1与第二金属材质产品2之间的摩擦质量，包括有微电阻测试仪3，及从微电阻测试仪3的连接出来的、用于与第一金属材质产品1相接的第一微电阻仪器探测臂4，及从微电阻测试仪3的连接出来的、用于与第二金属材质产品1相接的第二微电阻仪器探测臂5，该第一金属材质产品1与第二金属材质产品2之间摩擦焊接形成有焊接结合面6。

传统的焊接质量检测方法往往需要进行破坏性测试，即将被检测的焊接样品切割或拉伸等，这样会浪费材料资源和时间。本方案所采用摩擦焊接质量检测装置是一种非破坏性检测方法，不需要对样品进行损伤，从而能够保证材料的完整性；微电阻测试仪3可以测量非常微小的电阻变化，因此可以非常精确地检测出摩擦焊接结合面6的质量。

由于该检测装置是在线监测，可以随时监测仿真摩擦焊接的质量，及时发现焊接质量问题，从而避免因为生产线上发现质量问题而浪费大量时间和成本。

该第一微电阻仪器探测臂4包括有第一探测臂本体41，及经由第一探测臂本体41延伸出来的、与第一金属材质产品1相接的第一探针42，该第二微电阻仪器探测臂5包括有第二探测臂本体51，及经由第二探测臂本体51延伸出来的、与第二金属材质产品2相接的第二探针52。

第一微电阻仪器探测臂4和第二微电阻仪器探测臂5分别与第一金属材质产品1和第二金属材质产品2相接，通过探针来进行测量，这种设计可以适应不同形状、尺寸和位置的焊接结合面6，提供更大的灵活性和适用性；第一探针42和第二探针52经由各自的探测臂本体延伸出来，能够通过形成的回路精确地接触和测量微小的电阻变化，这样可以实现高精度的质量检测，准确评估摩擦焊接的质量。

探针连接到探测臂本体上，使得操作人员可以便捷地对探针进行调整和定位，以确保其与金属材料的有效接触。这样有助于提高操作的便利性和效率；通过探针直接与金属材料接触，可以有效避免外界因素对测量结果的干扰。这种设计简单可靠，有助于提高测量的准确性和可靠性。

该第一金属材质产品1为铝材质产品，该第二金属材质产品2为铜材质产品，该第一微电阻仪器探测臂4从微电阻测试仪3的负极连接出来，该第二微电阻仪器探测臂5从微电阻测试仪3的正极连接出来，该第一探针42与第一金属材质产品1相接的一侧为远离焊接结合面6的一侧，该第二探针52与第二金属材质产品2相接的一侧为远离焊接结合面6的一侧。

该方案通过使用不同金属材质产品之间的电化学反应，检测焊接结合面6的质量。由于铝和铜是常见的金属材料，在多种焊接场景中都适用。同时，由于铝和铜的电极电位不同，可以通过微电阻测试仪3的正负极连接方式来更好地实现测量；通过将第一探针42与第一金属材质产品1远离焊接结合面6的一侧连接，和将第二探针52与第二金属材质产品2远离焊接结合面6的一侧连接，可以避免由于电极接触不良或电流干扰等原因导致的测量误差。同时，该方案还使用微电阻测试仪3对电阻进行精确测量，从而提高了测量结果的准确性。

该方案的操作简单方便，在实际生产中易于应用。由于使用微电阻测试仪3进行测量，可以实现自动化控制和数据采集，减少了人力操作和误差；通过使用非破坏性、非接触式的检测方法，可以避免对材料的损伤和污染。同时，该方案使用微电阻测试仪3进行检测，减少了其他因素的干扰，提高了测量结果的可靠性。

一种摩擦焊接质量检测方法，采用上述的摩擦焊接质量检测装置，包括以下步骤：

在第一金属材质产品1与第二金属材质产品2摩擦焊接完成后，采用微电阻测试仪3进行检测；

摩擦焊接产品通过输送带传到检测位置，第一探针42贴在摩擦焊接的第一金属材质产品1表面上，第二探针贴在摩擦焊接的第二金属材质产品2表面上，形成回路；

微电阻测试仪3通过形成的回路显示电阻数据；

当电阻数据合格时，则通过输送带传送至合格品放置区，当电阻数据不合格时，则通过机械手抓取放置至不良品区。

采用输送带和机械手自动传送和分类，使得检测过程更加高效。整个过程可以实现自动化操作，大大提高了生产效率；通过使用微电阻测试仪3进行检测，可以实时获取电阻数据，并将其显示出来。该方法能够提供较为准确的检测结果，有助于准确判断产品的质量状况。

使用微电阻测试仪3进行检测，能够减少因人工操作而引入的误差，并且避免了对产品的破坏性检测，保证了产品的完整性和可靠性；该方案采用自动化的传送带和机械手进行产品的传送和分类，减少了人力操作，降低了人为错误和劳动强度，提高了工作效率；通过将合格品和不良品分开放置，方便了进一步的质量控制和处理。不良品可以及时被识别和处理，保证了产品的质量。

当显示的电阻数据＞0.02mΩ时，判定为电阻数据不合格，焊接结合面6存在间隙或焊洞瑕疵；当显示的电阻数据≤0.02mΩ时，判定为电阻数据合格。

参阅图3所示的摩擦焊接合格品及不良品电阻检测数据，可以看出焊接合格品的电阻数据≤0.02mΩ，而焊接不良品的电阻数据则＞0.02mΩ，需要说明的是，在本方案中所限定的电阻数据主要针对于铝材质产品与铜材质产品之间的焊接情况，若选用其他金属材质产品，其电阻判定数据还需要再进行测量调整，且由于电阻测试数量有限，本方案的电阻测试区分合格品与不良品的规格值也可能存在偏差，其规格值可根据生产实际再做调整。

在产品摩擦焊接前进行清洁作业，将第一金属材质产品1与第二金属材质产品2通过清洗方式去除表面油污杂质，并使第一金属材质产品1与第二金属材质产品2满足RFU≤100。

本发明的有益效果是：

针对摩擦焊接生产过程中没有检测，无法保证摩擦焊质量，本专利提出一种检测方法，当摩擦焊接完成后，产品上下面用电阻仪器进行检测，阻值在设定范围内则判定焊接质量合格，超出阻值范围则判定焊接质量不良，此检测方法保证了焊接缺陷产品零流出，确保所流出产品合格。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。