CN103286448B - 高强度气体放电电极的激光焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高强度气体放电电极的激光焊接方法，将芯棒及电极弹簧分别经下料机构进入夹具中并将电极弹簧卡设在芯棒上，然后将芯棒及电极弹簧置于激光发生器处，由激光对其进行焊接，将电极弹簧固定在芯棒上，即得到高强度气体放电电极，经检验后自动下料即可。与现有技术相比，本发明控制激光能量稳定，产品焊接一致性好，质量得到保证，最大程度的保证了产品的一致性，由于焊接后两个物品已经相互熔融，烧氢后的产品的强度变得更好。

Description

高强度气体放电电极的激光焊接方法

技术领域

本发明涉及一种激光焊接方法，尤其是涉及一种高强度气体放电电极的激光焊接方法。

背景技术

灯内电极的焊接一直是沿用传统的电极电阻焊接，该技术采用上下钨电极放电焊接，即将被焊工件压紧于两电极之间，并施以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。由于受到多种因素的影响，其焊接后的产品质量很难得到保证，而且焊接强度的一致性很差，存在以下缺点：

(1)焊接电极接触面大，焊件位置不能保证，导致焊接的强度很不稳定。

(2)电极表面由于放电产生不平，需要经常修磨。电极废弃后会产生污染。

(3)经过后道的烧氢处理后，焊点会有脱落现象。

(4)焊接小规格产品时，由于上下电极的挤压会造成产品的变形。

(5)焊接能量变化，导致产品发脆。

(6)单个产品焊接时间长。

(7)产品手工焊接，使用简单夹治具不能保证焊接的质量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种质量稳定、运行精确、产品强度更高的高强度气体放电电极的激光焊接方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高强度气体放电电极的激光焊接方法，将芯棒及电极弹簧分别经下料机构进入夹具中并将电极弹簧卡设在芯棒上，然后将芯棒及电极弹簧置于激光发生器处，由激光对其进行焊接，将电极弹簧固定在芯棒上，即得到高强度气体放电电极，经检验后自动下料即可。

所述的激光发生器以钕(Nd)为激发元素，采用钇铝石榴石晶棒(Nd:YAG)产生1-8KW的连续单一波长的激光，通过多道柔性光纤连接到激光出射头。

所述的激光的波长为1.06μm。

激光对电极弹簧进行焊接的时间为1.0-5.0ms，激光的入射的方向与电极弹簧之间的夹角为5-10°

激光的焊接点为电极弹簧下部1/5-1/8处。

与现有技术相比，本发明采用了目前使用十分广泛的激光技术代替传统的电极电阻焊接技术，无论是在设备生产的效率上，产品的加工工艺上，还是质量的稳定性上，都是一个极大的创新和突破，可以说是我们电极生产的一次革命，具体具有以下优点：

(1)控制激光能量稳定，产品焊接一致性好，质量得到保证。

(2)不需使用焊接电极，没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式焊接制程，产品的耗损及变形接可降至最低，最大程度的保证了产品的一致性。

(3)激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引，能精确的对准焊件。

(4)设备带有CCD检测装置，保证产品的质量。

(5)设备自动化生产，效率大幅度提高。

(6)电脑控制，可以切换装置将激光束传送至多个出射头。

(7)由于焊接后两个物品已经相互熔融，烧氢后的产品的强度变得更好。

附图说明

图1为进行激光焊接的装置的结构示意图；

图2为高强度气体放电电极的结构示意图。

图中，1为激光发生器、2为激光出射头、3为芯棒下料机构、4为电极下料机构、5为装夹治具、6为落料机构、7为检测机构、8为芯棒、9为电极弹簧、10为激光焊接点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种高强度气体放电电极的激光焊接方法，采用的焊接装置如图1所示，该装置包括激光发生器1、激光出射头2、芯棒下料机构3、电极下料机构4、装夹治具5、落料机构6、检测机构7。

将芯棒8及电极弹簧9分别经芯棒下料机构3和电极下料机构4进入装夹治具5中进行装配后，电极弹簧9卡设在芯棒8上，然后将芯棒8及电极弹簧9置于激光发生器1处，激光发生器1以钕(Nd)为激发元素，采用钇铝石榴石晶棒(Nd:YAG)产生1-8KW的连续单一波长的激光，通过多道柔性光纤连接到激光出射头2，通过激光将电极弹簧9焊接固定在芯棒8上，激光的波长为1.06μm，激光对电极弹簧进行焊接的时间为1.0-5.0ms，本实施例中焊接时间为3.0ms激光的入射的方向与电极弹簧之间的夹角为5-10°，本实施例中的夹角为3°。得到的高强度气体放电电极，经落料机构6自动落料，然后经过检测机构7检验合格后下料即可。

制作得到的高强度气体放电电极如图2所示，由芯棒8及电极弹簧9构成，电极弹簧9经激光焊接固定在芯棒8上，激光焊接点10的位置位于电极弹簧9下部1/5-1/8处，本实施例中激光焊接点10的位置位于电极弹簧9下部1/6处。

激光焊接设备原理：该设备是由激光发生器和主设备两部分组成的，其生产运行的速度达到120只/分钟。激光由发生器内的钕(ND)为激发元素的钇铝石榴石晶棒(Nd:YAG)产生1-8KW的连续单一波长光束。其激光波长为1.06uM，通过多到柔性光纤连接到激光出射头。电极和芯棒在主设备上进行装配后，运行到特定的工位由激光进行焊接。其中焊接的参数经过大量试验的数据积累，可以保证电极的焊接强度，弯折强度，焊道无气孔及脆化现象。焊接过程中有CCD设备进行全程监控，可以及时发现各类问题。焊接好的产品自动落料，节约了人工。

设备配有精密的夹治具，保证焊接位置的一致；设备配有超细的光纤，以满足我们微小电极焊接的要求；设备配有出射能量控制系统，保证焊接能量的稳定，确保焊接的一致性；出射头配有气体保护，保证焊接的电极不发生氧化；电极产品高速全自动生产，极大提高了劳动生产率；采用特殊的焊接形式和参数，保证没有气孔及脆化现象。

Claims (2)

1.高强度气体放电电极的激光焊接方法，其特征在于，该方法将芯棒及电极弹簧分别经下料机构进入夹具中并将电极弹簧卡设在芯棒上，然后将芯棒及电极弹簧置于激光发生器处，由激光对其进行焊接，将电极弹簧固定在芯棒上，即得到高强度气体放电电极，经检验后自动下料即可；

所述的激光发生器以钕(Nd)为激发元素，采用钇铝石榴石晶棒(Nd:YAG)产生1-8KW的连续单一波长的激光，通过多道柔性光纤连接到激光出射头，激光的波长为1.06μm，激光对电极弹簧进行焊接的时间为1.0-5.0ms，激光的入射的方向与电极弹簧之间的夹角为5-10°。

2.根据权利要求1所述的高强度气体放电电极的激光焊接方法，其特征在于，激光的焊接点为电极弹簧下部1/5-1/8处。