攪拌摩擦焊過程中的動態實時監測

• 監測信號定義

軸向力和扭矩為加工過程中刀具在軸向方向所受的軸向壓力以及刀具沿XOY面所感知的扭矩，橫向彎矩（B2）為沿焊接進給方向的作用，當攪拌頭沿焊縫推進時，該作用會將其推入待焊接材料。切向彎矩（B1）是由攪拌頭在攪拌摩擦焊過程中的旋轉運動產生的可以理解為攪拌頭周邊材料對其產生的作用。

• 基本趨勢

軸向力由於攪拌針扎入6061材料將驟然增加，在扎入過程軸向力迅速增加，這是由於攪拌針在扎入過程中，攪拌針需要克服材料的抗變形能力，隨著扎入量的增加， 攪拌針與材料的接觸面積不斷加大，導致軸向力不斷增加並達到峰值。已有研究表明扎入過程中會產生最大力，這使得銷釘容易因屈曲而失效，所以該峰值的監測有助避免工具失效，後續用戶可以通過在軟件內設置數值，當實際數值接近該數值時軟件將報警，用戶則可以停止測試以規避材料和工具損失提高生產效率。力的逐漸減小是由於工具停留在一定位置（2 s），此時材料達到足夠高的溫度，且隨著攪拌頭周圍局部軟化程度的改善導致力下降。在焊接過程中如果焊接均勻數值將逐漸穩定。

扭矩的變化規律和軸向壓力的軸向力類似，在扎入階段也不斷增加並在逐漸達到最大值，隨後在停留階段下降並在焊接過程中達到穩定值。兩向彎矩B1B2的數值在絕對值上同樣在扎入過程中逐漸增大而達到第一個峰值。