一种新型打标方法与流程

本发明涉及印刷技术领域，尤其是涉及一种新型打标方法。

背景技术：

打标是加工制造业必不可少的一个重要环节，成品零件的材质、生产日期、型号规格以及商标图片等重要信息都需要标刻到工件上。目前有市场上有各类应用广泛和成熟的专用打标机，按照原理的不同主要分为激光打标机、气动打标机和电腐蚀打标机等，通过物理化学的方法使工件的表面留下一定深度的标记。这些打标方法都需要专用打标设备，需要专门工作人员控制，需要搬运，影响打标的效率。

刘涛等公开一种能够在车身上印上识别钢号的自动车号打标工作台(cn201220474858.8)，工作台的结构主要包括安装平台、固定支撑架、打标气缸、压字电机、压字轮盘等，该装置通过感应开关控制打标气缸，从而实现识别钢号的自动打标功能，这种工作台能够实现自动车号的连续机械打标，提高打标的效率。

程序公开了一种可换式机械打标机(cn201120373642.8)，包括液压缸、模套、模柄、钢印座、钢印；模套与液压缸轴连接头相连，模柄穿套固定在模套中，同时与钢印座固定，钢印夹持与钢印座底部，该发明主要特点是机械打标的可换性，实现了机械打标的灵活性。

许儒发明了一种便携式激光打标机(cn201610473444.6)，包括机体、激光器组件、振镜头和场镜头以及配套的机构。这种激光打标机将尺寸高度压缩，便于携带和搬运，克服传统激光打标机笨重的缺点，实现激光打标的灵活性。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有的打标方法种类繁多且有专用打标的设备，这些打标方法均需要在加工完成后再搬运到打标设备上，打标设备工作台对工件的尺寸有限制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供新型打标方法，以解决现有技术中存在的打标设备对工件尺寸有限制，打标不便的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种新型打标方法，包括如下步骤：

步骤a：在待打标工件表面通过搅拌摩擦焊机形成热塑性变形区；

步骤b：将带有标记的打标部压紧在所述热塑性变形区内，待所述热塑性变形区冷却成型后将所述打标部移除从而标记被打在工件表面。

作为本发明的进一步改进，所述打标部为向内凹陷的图形或文字。

作为本发明的进一步改进，所述打标部设置在背垫板板面上，所述背垫板放置在两件待焊接工件下方用于支撑两件待焊接工件，所述打标部位于两件待焊接工件的待焊缝处，所述背垫板放置在两件待焊接工件下方。

作为本发明的进一步改进，所述背垫板采用刚性材料制成，且所述背垫板为平板形结构。

作为本发明的进一步改进，当所述打标部设置在背垫板上时，进行打标还包括如下步骤：

步骤c：首先在所述背垫板表面上加工出所述打标部，并在所述打标部上的所述向内凹陷的图形或文字上涂抹脱模剂；

步骤d：将两件待焊接工件通过工装固定在工作台上，且两件待焊接工件底部使用所述背垫板进行支撑，所述背垫板上的所述打标部正对两件待焊接工件的连接处，然后控制搅拌摩擦焊机的搅拌头前部的搅拌针部分插入到两件待焊接工件连接部位准备进行焊接，调整搅拌针端部与所述背垫板支撑面之间的间距到设定值，并控制搅拌头的轴肩与两件待焊接工件上表面压实；

步骤e：通过所述搅拌头高速旋转与待焊接工件表面之间产生摩擦热为待焊接工件发生塑性变形提供热源；搅拌头沿着焊缝相对移动，两件待焊接工件的焊缝处发生塑性变形；

步骤f：两件待焊接工件焊缝底部均发生塑性变形且受到搅拌头轴肩的挤压力从而焊接在一起，当搅拌头焊接到所述打标部位置时，两件待焊接工件底部材料填充所述打标部的所述向内凹陷的图形或文字，从而实现焊接和打标同步完成。

作为本发明的进一步改进，所述搅拌针端部与所述背垫板支撑面之间的间距为0.2mm。

作为本发明的进一步改进，所述打标部设置在打标头上，所述打标头可拆卸的安装在搅拌摩擦焊机的刀柄上，所述打标部位于所述打标头前端端面上。

作为本发明的进一步改进，所述打标部为向内凹陷的图形或文字。

作为本发明的进一步改进，当所述打标部设置在所述打标头上时，打标工作还包括如下步骤：

步骤g：在所述打标头端部加工出所述打标部，并在所述打标部上内凹的文字或图形上涂抹脱模剂；

步骤h：将待打标工件固定在工作台上，通过搅拌摩擦焊机进行焊缝焊接，待焊接完成，将所述刀柄上的搅拌头取下，然后将所述打标头固定在所述搅拌头上；

步骤i：调整所述打标头位置，使所述打标头末端位于待打标工件表面待打标区正上方，然后启动搅拌摩擦焊机，所述打标头在所述刀柄带动下高速旋转并下降到待打标工件上表面，所述打标头在高速旋转和顶锻力作用下与待打标工件表面摩擦使待打标工件表面材料发生热塑性变形，发生热塑性变形的表面材料被挤压填充到所述打标头端部的所述打标部内的所述向内凹陷的图形或文字内；

步骤j：所述打标头停止旋转，等待工件表面塑性变形凝固稳定后将所述打标头抬起完成打标。

作为本发明的进一步改进，所述待打标工件的待打标区应为平整表面，且所述待打标区应为实心结构。

本发明公开了一种新型的打标方法，可直接在搅拌摩擦焊焊接过程中或焊接完成后进行打标，本打标方法主要运用于铝合金、镁合金、锌合金、铜合金等适合搅拌摩擦焊焊接材质的工件。该打标方法相比传统的打标方法相比，具有以下的优点：

1、本发明在焊接过程中进行直接打标，打标的内容可灵活便捷的更换；

2、本发明打标工具结构简单、加工成本低廉、无需专用的打标机、无需搬运工件即可完成焊接和打标工作；

3、本发明实现焊接加工和打标在同一台设备上完成，操作简便。

总之，本打标方法基于搅拌摩擦焊设备，快速实现焊接加工和打标，提高生产的效率，且结构简单，操作简便，成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明新型打标方法一种实施例的示意图；

图2是本发明新型打标方法另一种实施例的示意图。

图中1-刀柄夹持部位；2-固定螺栓侧顶面；3-垂直限位结构；4-打标部；5-向内凹陷文字；6-背垫板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种新型打标方法，本打标方法主要是针对铝合金、镁合金、锌合金、铜合金等材质的工件，现有的打标方法种类繁多且有专用打标的设备，这些打标方法均需要在工件加工完成后再搬运到打标设备上，打标设备工作台对工件的尺寸有限制；本发明无需专用设备，可以基于搅拌摩擦焊设备，能完成打标功能，实现加工打标一体化，具有结构简单、操作简便等优点，节约时间和成本。

本发明包括如下步骤：

步骤a：在待打标工件表面通过搅拌摩擦焊机形成热塑性变形区；

步骤b：将带有标记的打标部压紧在热塑性变形区内，待热塑性变形区冷却成型后将打标部移除从而标记被打在工件表面。

作为可选的实施方式，打标部4为向内凹陷的图形或文字5。

实施例1:

如图2所示，当需要在板材类工件表面进行打标工作时，可选择将打标区设置在工件焊缝处，此时将打标部4设置在背垫板6板面上，背垫板6放置在两件待焊接工件下方用于支撑两件待焊接工件，打标部4位于两件待焊接工件的待焊缝处，背垫板6放置在两件待焊接工件下方。

为了能够保证背垫板6支撑的稳定和稳固，背垫板6采用刚性材料制成，且背垫板6为平板形结构；当打标部设置在背垫板6上时，进行打标还包括如下步骤：

步骤c：首先在背垫板6表面上加工出打标部4，并在打标部4上的向内凹陷的图形或文字5上涂抹脱模剂；

步骤d：将两件待焊接工件通过工装固定在工作台上，且两件待焊接工件底部使用背垫板6进行支撑，背垫板6上的打标部4正对两件待焊接工件的连接处，然后控制搅拌摩擦焊机的搅拌头前部的搅拌针部分插入到两件待焊接工件连接部位准备进行焊接，调整搅拌针端部与背垫板6支撑面之间的间距到设定值，并控制搅拌头的轴肩与两件待焊接工件上表面压实；

步骤e：通过搅拌头高速旋转与待焊接工件表面之间产生摩擦热为待焊接工件发生塑性变形提供热源；搅拌头沿着焊缝相对移动，两件待焊接工件的焊缝处发生塑性变形；

步骤f：两件待焊接工件焊缝底部均发生塑性变形且受到搅拌头轴肩的挤压力从而焊接在一起，当搅拌头焊接到打标部4位置时，两件待焊接工件底部材料填充打标部4的向内凹陷的图形或文字5，从而实现焊接和打标同步完成。

为了能够保证打标工作质量，搅拌针端部与背垫板6支撑面之间的间距为0.2mm。

实施例2：

如图1所示，本实施例2与实施例1的不同点在于：当需要在冷板类工件表面进行打标但是焊缝处下方为凹槽时，打标区无法设置在焊缝处，此时可将打标部4设置在打标头上，打标头可拆卸的安装在搅拌摩擦焊机的刀柄上，打标部4位于打标头前端端面上，作为可选的实施方式，打标部4为向内凹陷的图形或文字5。打标头为阶梯结构，打标头顶部为圆柱体形刀柄夹持部1，刀柄夹持部1侧壁上设置有固定螺栓侧顶面2，固定螺栓侧顶面2为平面结构，固定螺栓穿过刀柄上的固定孔后抵接在固定螺栓侧顶面2将打标头固定在刀柄下端，固定螺栓侧顶面2的数量为至少两个，刀柄夹持部1下端为打标头本体，打标头本体与刀柄夹持部1之间设置有垂直限位结构3，垂直限位结构3为平面，该平面保证刀柄夹持最下端极限位置。

当打标部4设置在打标头上时，打标工作还包括如下步骤：

步骤g：在打标头端部加工出打标部4，并在打标部4上向内凹陷的图形或文字5上涂抹脱模剂；

步骤h：将待打标工件固定在工作台上，通过搅拌摩擦焊机进行焊缝焊接，待焊接完成，将刀柄上的搅拌头取下，然后将打标头固定在搅拌头上；

步骤i：调整打标头位置，使打标头末端位于待打标工件表面待打标区正上方，然后启动搅拌摩擦焊机，打标头在刀柄带动下高速旋转并下降到待打标工件上表面，打标头在高速旋转和顶锻力作用下与待打标工件表面摩擦使待打标工件表面材料发生热塑性变形，发生热塑性变形的表面材料被挤压填充到打标头端部的打标部4内的向内凹陷的图形或文字5内；

步骤j：打标头停止旋转，等待工件表面塑性变形凝固稳定后将打标头抬起完成打标。

作为本发明的进一步改进，待打标工件的待打标区应为平整表面，且待打标区应为实心结构。

工件的打标位置应为平整表面，由于打标过程打标位置会有较大载荷，不宜选取内部有空腔的表面作为打标位置，防止出现压塌变形等破坏工件的风险。

具体使用方式：

通过搅拌摩擦焊对接焊接长500mm，厚5mm的6061材质铝板板材，在板材的背面进行打标“scb”字样。

如图1所示为焊接时的底部支撑背垫板6，在背垫板6上加工出打标内容为“scb”镜像字样凹坑，深度为0.15mm。

步骤1，利用压板将待焊接5mm厚6061铝板固定，背垫板6放置在板材工件下方，打标字样应处在对接焊缝的正下方。

步骤2，选取搅拌针长度为4.6mm的搅拌头装在刀柄上。

步骤3，编辑焊接程序，设定搅拌头的压入量为0.2mm，转速为1200rpm，前进速度为600mm/min。

步骤4，启动程序，待完成焊缝焊接，设备停止运行，打标同时完成。

案例二：在搅拌摩擦焊焊接的紫铜冷板上进行打标“scb”字样。

如图2所示为打标工具示意图：

步骤1，将打标工件放置安装在工作台上，将打标头放入刀柄中，垂直限位结构3与刀柄的端面靠紧后，用侧顶螺母拧紧抵接在固定螺栓侧顶面2上。

步骤2，调整设备使打标头在工件打标位置的正上方，调整好后只能控制设备z轴的移动来进行打标操作。

步骤3，编辑程序，转速为1000rap，打标部4压入工件表面深度为0.5mm。

步骤4，启动程序直至设备停止运行，完成打标。

步骤5，更换需打标工件可重复打标。

另外，如果打标有编号需要不断变化的内容时，可以先采该打标头打标相同的固定不变的内容，再配合一组不同数字编号的本方法打标头，或者再配合其他打标方法如激光打标来完成剩余内容，从而提高打标的效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。