CN102990233B - 一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置 - Google Patents

一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102990233B
CN102990233B CN201210493259.5A CN201210493259A CN102990233B CN 102990233 B CN102990233 B CN 102990233B CN 201210493259 A CN201210493259 A CN 201210493259A CN 102990233 B CN102990233 B CN 102990233B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weldment
base plate
plate
cover plate
elongated grooves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210493259.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102990233A (zh
Inventor
占剑
杨明江
韩延良
任志远
杨兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Mechanics of CAS
Original Assignee
Institute of Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Mechanics of CAS filed Critical Institute of Mechanics of CAS
Priority to CN201210493259.5A priority Critical patent/CN102990233B/zh
Publication of CN102990233A publication Critical patent/CN102990233A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102990233B publication Critical patent/CN102990233B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置,包括:底板和上盖板,所述上盖板为两块,通过螺钉和压块与底板连接;所述底板的中间沿焊接方向有一长型凹槽,所述底板的端面上设置有气管,所述气管与长型凹槽连通,所述长型凹槽上面由焊接件盖住,从而长型凹槽与焊接件之间形成气体保护腔;所述两块上盖板对称地位于底板长型凹槽的两侧,上盖板内设置有空腔,上盖板上设置有进气口,上盖板靠近的底板长型凹槽的一侧设置有导气口,所述进气口、空腔与导气口依次连通,两块上盖板与焊接件之间形成气体保护腔。本发明针对焊接件上表面和下表面的不同工况特点,分别设计气体保护腔,从而完成焊接件的整体气体保护。

Description

一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置
技术领域
[0001] 本发明涉及激光焊接领域,尤其涉及一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具
>J-U ρςα装直。
背景技术
[0002] 激光焊接是一种常见的激光加工方法,通过采用气体保护来避免激光作用区域氧化,从而提高焊缝的质量,是一种常用方法。
[0003] 随着薄钢板(厚度为0.2mm左右)在制罐等行业的广泛应用,其中需要高速成型,要求激光焊接速度高(>30m/min),同时由于焊速高,激光聚焦系统运动将不再可取,需要焊接件高速运动而激光聚焦系统保持不动的方式来完成高速焊接,若采用常规的同轴、侧吹等气体保护装置无法达到避免氧化的目的,故需要对高速焊接中的夹具进行设计。
发明内容
[0004] 本发明针对激光高速焊接时现有技术的气体保护装置实现无法避免氧化的问题,提出一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置,以确保焊接件的气体保护能力,提高焊接件的焊缝质量。
[0005] 为了解决上述问题,本发明提供一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置,包括:底板和上盖板,所述上盖板为两块,通过螺钉和压块与底板连接;
[0006] 所述底板的中间沿焊接方向有一长型凹槽,所述底板的端面上设置有气管,所述气管与长型凹槽连通,所述长型凹槽上面由焊接件盖住,从而长型凹槽与焊接件之间形成气体保护腔;
[0007] 所述两块上盖板对称地位于底板长型凹槽的两侧,上盖板内设置有空腔,上盖板上设置有进气口,上盖板靠近的底板长型凹槽的一侧设置有导气口,所述进气口、空腔与导气口依次连通,两块上盖板与焊接件之间形成气体保护腔。
[0008] 优选地,上述装置还具有以下特点:
[0009] 所述底板的长型凹槽主要作用是对焊接件背面的气体保护和防止焊接件与底板粘粘。
[0010] 优选地,上述装置还具有以下特点:
[0011] 所述底板的长型凹槽的宽度是焊缝宽度的1-2倍,长度为焊接件的长度。
[0012] 优选地,上述装置还具有以下特点:
[0013] 所述底板上设置有多个圆型凹槽,所述圆型凹槽上设置有磁铁,用于定位焊接件。
[0014] 优选地,上述装置还具有以下特点:
[0015] 所述上盖板的导气口为细长狭缝,长度为焊接件的长度。
[0016] 优选地,上述装置还具有以下特点:
[0017] 由所述上盖板的密封盖板和上盖板的底部形成所述导气口,上盖板的底部在导气口位置为斜坡。
[0018] 优选地,上述装置还具有以下特点:
[0019] 所述斜坡的角度为30-60度。
[0020] 优选地,上述装置还具有以下特点:
[0021] 所述细长狭缝的高度为0.1-0.2mm。
[0022] 优选地,上述装置还具有以下特点:
[0023] 当所述装置用于焊接罐状焊接件时,所述底板为圆柱状,两块上盖板组合成圆柱状,所述底板的外径为罐状焊接件的内径,所述两块上盖板组合的内径为焊接件的外径。
[0024] 本发明针对焊接件上表面和下表面的不同工况特点,对应于上表面,设计了开放式的气体保护腔,保证了激光输入,并通过带有进气孔的气管输送保护气体,经由上盖板的斜坡,与焊接件的上表面形成气体保护腔体,对应于下表面,设计了封闭式的气体保护腔,由底板相对应于激光处理区域的凹槽输送保护气体,与焊接件的下表面形成气体保护腔体,从而完成焊接件的整体气体保护。
附图说明
[0025] 图1是本发明实施例的气体保护夹具装置的示意图;
[0026] 图2是本发明实施例的气体保护夹具装置的底板示意图;
[0027] 图3是本发明实施例的气体保护夹具装置的上盖板示意图(去掉密封盖板);
[0028] 图4是本发明实施例的气体保护夹具装置的上盖板示意图(安装有密封盖板);
[0029] 图5是本发明实施例的气体保护夹具装置的导气口的示意图;
[0030] 图6是本发明实施例的气体保护夹具装置的导气口的斜坡角度与细长狭缝高度示意图;
[0031] 图7是本发明实施例的焊缝上表面形貌(带有气体保护,焊速:30m/min);
[0032] 图8是本发明实施例的焊缝下表面形貌(带有气体保护,焊速:30m/min);
[0033] 图9是焊缝形貌(未气体保护,焊速:30m/min)。
具体实施方式
[0034] 下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0035] 本发明提出在薄钢板焊接件的焊接夹具上安装气体保护装置,特别是针对焊接件的上表面和下表面的气体保护分别进行的不同的设计,从而确保焊接件的气体保护能力,提高焊接件的焊缝质量。
[0036] 本发明认为在激光作用区域形成局部气体保护腔是达到避免氧化和气体保护作用的关键。特别是焊接件的上表面是开放式的,需要有一定的开口间隙来确保激光输入无阻碍。
[0037] 如图1所示,本发明实施例的薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置包括:底板I和上盖板2,所述上盖板2为两块,通过螺钉和压块3与底板I连接。
[0038] 如图2所示,底板的中间沿焊接方向有一长型凹槽8,底板的端面上设置有气管9,所述气管9与长型凹槽8连通,所述长型凹槽8上面由焊接件(图中未示出)盖住,从而长型凹槽8与焊接件之间形成气体保护腔,实现焊接件下表面的气体保护。
[0039] 底板的长型凹槽8的宽度一般是焊缝宽度的1-2倍(通常为0.5-2mm),长度为焊接件的长度。该长型凹槽主要作用是对焊接件背面的气体保护和防止焊接件与底板粘粘。
[0040] 底板上设置有多个圆型凹槽10,圆型凹槽10上设置有磁铁,用于定位焊接件。
[0041] 底板通过螺纹11将本发明的装置与运动组件(如试验台、滑台等)连接,通过螺纹12与上盖板连接形成整个气体保护夹具装置。
[0042] 焊接件对接或搭接安装于底板I上,将激光作用区域处于长型凹槽8中间,通过底板I上的磁铁进行定位,并用上盖板2进行压紧。
[0043] 如图1、图3和图4所示,两块上盖板对称地位于底板长型凹槽的两侧,上盖板内设置有空腔6,上盖板上设置有进气口 5,上盖板靠近的底板长型凹槽的一侧设置有导气口 7,所述进气口 5、空腔6与导气口 7依次连通,两块上盖板与焊接件之间形成气体保护腔。
[0044] 在本实施例中,每个上盖板有两个进气口 5。
[0045] 如图3和图4所示,由所述上盖板的密封盖板13和上盖板的底部形成导气口 7。如图5所示,上盖板的底部在导气口位置为斜坡。导气口为细长狭缝,长度为焊接件的长度。E区域用于定位上盖板的位置,一般设计为1-1.5_。密封盖板13与出气口斜坡形成一定空隙F,为导气缝隙结构,主要作用为传输保护气体,为了保证保护气体在焊缝区域形成稳定的气流,导气空隙高度h其高度可根据密封盖板13与斜坡的相对位置来改变,一般设为0.1-0.2mm,随着导入气体流量的增加,高度h可以变大。出气口斜坡的角度为Θ,如图6所不,一般为30-60度。
[0046] 对于其它形状的工件激光焊接时,夹具的主体部分设计不变,焊接件的上表面气体保护是通过开放式的气体保护腔体实现,由与进气口输入气体进行保护,下表面气体保护由底板沿焊接方向的长型凹槽形成封闭式的气体保护腔体实现。而底板和上盖板的结构需要随着焊接件的形状而改变,如焊接罐型薄钢板的对接或搭接激光焊接时,夹具底板的结构调整为圆柱型,外径大小定为罐型焊接件的内径,而上盖板也设计成带有圆弧状,内径大小定位罐型焊接件的外径,从而进行罐型焊接件的对接或搭接激光焊接。
[0047] 图7和图8分别为采用本发明的装置的激光高速焊接后的焊缝上表面和下表面形貌图。此时,激光功率为2kW,焊接材料为薄钢板,厚度为0.19mm,焊接速度为30m/min,保护气体为Ar,上表面的气体总体流量为40mL/min,下表面的气体流量为5mL/min。图9为未用气体保护的焊缝形貌。
[0048] 通过比较两者的杯突值,有气体保护的薄钢板杯突值为6.14,而未使用气体保护的薄钢板杯突值为5.11,可见应用本发明的装置,可在高速运动过程中对焊接件进行防氧化处理,提高了焊接件的焊缝质量。
[0049] 综上所述,本发明在焊接件的上表面激光作用区域形成开放式气体保护腔,通过调整气体保护夹具装置中气体入射的总流速和气体保护腔出口缝隙宽度等两个控制参数,来确保在高速焊接过程中激光作用区域无氧气进入,在焊接件的下表面形成封闭式的气体保护腔,达到气体保护的作用,从而增加焊缝质量。
[0050] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置,其特征在于,包括:底板和上盖板,所述上盖板为两块,通过螺钉和压块与底板连接; 所述底板的中间沿焊接方向有一长型凹槽,所述底板的端面上设置有气管,所述气管与长型凹槽连通,所述长型凹槽上面由焊接件盖住,从而长型凹槽与焊接件之间形成气体保护腔; 所述两块上盖板对称地位于底板长型凹槽的两侧,上盖板内设置有空腔,上盖板上设置有进气口,上盖板靠近的底板长型凹槽的一侧设置有导气口,所述进气口、空腔与导气口依次连通,两块上盖板与焊接件之间形成气体保护腔;其中, 所述上盖板的导气口为细长狭缝,长度为焊接件的长度; 由所述上盖板的密封盖板和上盖板的底部形成所述导气口,上盖板的底部在导气口位置为斜坡。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于, 所述底板的长型凹槽主要作用是对焊接件背面的气体保护和防止焊接件与底板粘粘。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于, 所述底板的长型凹槽的宽度是焊缝宽度的1-2倍,长度为焊接件的长度。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于, 所述底板上设置有多个圆型凹槽,所述圆型凹槽上设置有磁铁,用于定位焊接件。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于, 所述斜坡的角度为30-60度。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于, 所述细长狭缝的高度为0.1-0.2mm。
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于, 当所述装置用于焊接罐状焊接件时,所述底板为圆柱状,两块上盖板组合成圆柱状,所述底板的外径为罐状焊接件的内径,所述两块上盖板组合的内径为焊接件的外径。
CN201210493259.5A 2012-11-28 2012-11-28 一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置 Active CN102990233B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210493259.5A CN102990233B (zh) 2012-11-28 2012-11-28 一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210493259.5A CN102990233B (zh) 2012-11-28 2012-11-28 一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102990233A CN102990233A (zh) 2013-03-27
CN102990233B true CN102990233B (zh) 2015-04-22

Family

ID=47919632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210493259.5A Active CN102990233B (zh) 2012-11-28 2012-11-28 一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102990233B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103394803B (zh) * 2013-08-07 2015-09-23 昆山华恒工程技术中心有限公司 搅拌摩擦焊焊接工装
CN104139357B (zh) * 2014-07-17 2016-03-09 苏州卓诚钛设备有限公司 一种夹圈治具
CN105598562B (zh) * 2014-11-20 2017-11-10 中国人民解放军装甲兵工程学院 用于基于焊接工艺的钛及钛合金增材制造的保护装置及方法
CN104668777A (zh) * 2015-03-13 2015-06-03 无锡汉神电气有限公司 能防止焊缝下凹的激光焊焊接装置
CN106862766A (zh) * 2017-04-21 2017-06-20 温州大学 一种镀锌板激光焊接设备及其工艺
CN108340111A (zh) * 2018-03-05 2018-07-31 上海工程技术大学 可控制薄板焊接间隙的工装装置
CN108453383A (zh) * 2018-03-22 2018-08-28 温州大学 一种管道激光焊焊接工艺
CN110899974B (zh) * 2019-12-13 2021-08-31 哈尔滨工业大学 一种中厚板装甲钢激光摆动焊接方法
CN111215396B (zh) * 2020-01-03 2021-09-10 中国航空制造技术研究院 一种超薄板材的激光清洗组件、清洗方法及应用
CN112475643A (zh) * 2020-11-24 2021-03-12 中国船舶科学研究中心 一种减少激光焊接接头中气孔率的焊接装置及焊接工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201432168Y (zh) * 2009-07-17 2010-03-31 中国科学院沈阳自动化研究所 一种激光焊接惰性气体保护装置
CN201702515U (zh) * 2010-05-20 2011-01-12 什邡市明日宇航工业股份有限公司 铼合金薄板激光焊接夹具
CN102030486A (zh) * 2010-10-15 2011-04-27 北京工业大学 一种玻璃-可伐合金激光焊接方法及其专用夹具
CN102601531A (zh) * 2012-03-20 2012-07-25 江苏中科四象激光科技有限公司 一种具有背保护功能的激光焊接夹具
CN102632339A (zh) * 2012-03-14 2012-08-15 太原理工大学 一种薄不锈钢复合板的激光焊接方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010063694A (ko) * 1999-12-24 2001-07-09 신현준 연료전지용 강판의 레이저 용접방법
JP5187712B2 (ja) * 2006-03-09 2013-04-24 大陽日酸株式会社 接合方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201432168Y (zh) * 2009-07-17 2010-03-31 中国科学院沈阳自动化研究所 一种激光焊接惰性气体保护装置
CN201702515U (zh) * 2010-05-20 2011-01-12 什邡市明日宇航工业股份有限公司 铼合金薄板激光焊接夹具
CN102030486A (zh) * 2010-10-15 2011-04-27 北京工业大学 一种玻璃-可伐合金激光焊接方法及其专用夹具
CN102632339A (zh) * 2012-03-14 2012-08-15 太原理工大学 一种薄不锈钢复合板的激光焊接方法
CN102601531A (zh) * 2012-03-20 2012-07-25 江苏中科四象激光科技有限公司 一种具有背保护功能的激光焊接夹具

Also Published As

Publication number Publication date
CN102990233A (zh) 2013-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102990233B (zh) 一种用于薄板激光高速焊接的气体保护夹具装置
US9498805B2 (en) Airborne component extractor with improved flow paths
CN105598562A (zh) 用于基于焊接工艺的钛及钛合金增材制造的保护装置及方法
CN104736289A (zh) 激光加工头和用于激光加工头的环形喷嘴
US9358668B2 (en) Fluid jet receiving receptacles and related fluid jet cutting systems
AU2012310241A1 (en) Gas shielding device for a welding system
KR101851228B1 (ko) 파이프 용접용 가스포켓
CN205129180U (zh) 薄板不锈钢脉冲激光焊接吹气保护装置
JP2012076111A (ja) レーザ溶接装置
CN204747740U (zh) 焊接二次保护罩
CN208743967U (zh) 一种用于机电产品焊接保护装置
CN102873457A (zh) 一种激光焊接用背面惰性气体保护装置
CN202984886U (zh) 筒状薄板对接结构的钨极氩弧焊接设备
CN110893500A (zh) 一种轴件焊接装置
CN102328172B (zh) 长方形消声器组焊工装
CN110284136B (zh) 一种汽车冲压模具激光再制造处理方法
CN103464901B (zh) 一种激光焊接保护拖罩装置
CN108381036B (zh) 一种气氛保护装置
CN101696662B (zh) 一种复杂形状汽车发动机缸盖和对它密封性的探伤检漏装置
CN215880333U (zh) 激光焊接设备
CN215280697U (zh) 一种消声器用定位装置
CN214458330U (zh) 同轴送粉的激光熔覆头用集尘装置
CN208427888U (zh) 一种带有护眼功能电动车焊接装置
CN211219369U (zh) 一种用于金属管的可吸收烟尘的焊接操作台
CN206898697U (zh) 一种用于管法兰焊接的调节装配工装夹具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant