CN104625413B - 开关设备激光焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关设备激光焊接方法，该方法将总拼装后无法进行激光焊接的第一工件和第二工件的焊接处清洗干净，先用氩弧焊先点焊拼装成型；接着安装焊接夹具，校正垂直度，即将原来激光头无法到达的内角焊缝变为激光头便于到达的外角焊缝，再进行激光焊接；最后等工件冷却后，拆除焊接夹具，再进行总拼装。本发明通过改变焊接工艺，加装焊接夹具，有效实现了对气体绝缘开关柜因受激光焊接设备的限制而对无法进行激光焊接的焊缝进行激光焊接，有效保证气体绝缘开关柜的焊缝质量。

Description

开关设备激光焊接方法

技术领域

本发明涉及气体绝缘开关柜，具体涉及气体绝缘开关柜的焊接技术。

背景技术

最近几年，气体绝缘开关柜在中国得到了迅速地应用与推广，特别是随着中国城镇化建设加速发展、轨道交通、风电应用以及大型工矿企业等都对开关设备在智能化、免维护、小型化、经济性等方面，提出了新的更高的要求。高性能、高品质、经济型的气体绝缘开关柜在中国国内的需求越来越旺盛。气体绝缘开关设备逐渐成为开关柜行业发展主流。而根据中国国家电网的要求，充气柜的年漏气率要小于1‰，这就要求气体绝缘开关柜必须保证开关在运行时的气密性。

为保证气体绝缘开关柜气密性，应用激光焊接技术是必然的选择。因为激光焊接具有焊接速度快、热输入小、变形小、焊缝成型美观等特点，所以被广泛应用于气体绝缘开关设备的焊接。但在实际运用中，气体绝缘开关柜先用氩弧焊点焊的方法拼装成型，再通过激光焊接设备进行激光焊接。这时发现激光焊接各种密封气箱时有一个无法避免的缺点，受激光焊接设备的限制，不是所有的焊缝都能进行激光焊接，特别是一些内角焊缝，激光焊接的焊接头根本无法到达焊接位置。这时只能运用氩弧焊来进行补充，从而影响了气体绝缘开关柜整体焊缝的质量、可靠性、美观。

发明内容

针对现有气体绝缘开关柜在进行焊接时，因受激光焊接设备限制，无法运用激光焊接而只能采用氩弧焊替代的问题，本发明的目的在于提供一种全新的激光焊接工艺，以实现对气体绝缘开关柜设备的激光焊接，从而提高气体绝缘开关柜整体焊缝的质量、可靠性。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种开关设备激光焊接方法，该焊接方法包括如下步骤：

(1)针对总拼装后，在气体绝缘开关柜中无法进行激光焊接的待焊接工件，先用氩弧焊点焊拼装成型；

(2)安装焊接夹具，校正垂直度；

(3)对待焊接工件之间的结合面形成的外角焊缝进行激光焊接；

(4)等工件冷却后，拆除焊接夹具，再进行总拼装。

本发明通过改变焊接工艺，使得待焊接工件之间原来激光头无法到达的内角焊缝变为激光头便于到达的外角焊缝；同时通过安装焊接夹具，对预先拼装的焊接工件之间进行固定和定位，防止焊接过程中需要焊接的2个或2个以上零件发生位移或变形，从而保证焊接的顺利进行，满足图纸要求，由此有效解决了因受激光焊接设备限制，对总拼装后无法进行激光焊接的焊缝进行激光焊接的问题，有效的提高了气体绝缘开关柜的焊接质量。

再者，通过本发明还极大的拓展了激光焊接设备运用的范围。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为总拼装后激光焊接示意图；

图2为总拼装后工件1与工件2结合面形成内角焊缝无法进行激光焊接示意图；

图3为将工件1与工件2先进行拼装，用氩弧焊点焊示意图；

图4为通过安装焊接夹具，保证工件1与工件2相对位置，控制激光焊接后变形的示意图；

图5为本发明中焊接夹具的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

针对现有激光焊接技术，其受激光焊接设备限制无法运用激光焊接，一般有以下几种情况。

第一，是由激光焊接设备行程所决定的，激光焊接设备行程主要有Z(高低)X(长)Y(宽)，当充气柜外形尺寸大于其某项行程时，就无法实现激光焊接。

第二，受激光焊接头的限制，如图1和图2所示，在焊接柜体4总拼装后工件1与工件2结合面形成的焊缝(a)、(b)、(c)为内角焊缝(如图2所示)，因为受激光焊接头5外形尺寸的限制，工件1与工件2之间的内角焊缝(a)、(b)、(c)三处焊缝激光焊接头无法到达(如图1所示)，，激光头无法到达内角焊缝(a)、(b)、(c)三处进行焊接。

基于上述的受激光焊接设备限制无法运用激光焊接的情况，现有技术在焊接开关柜时，将开关柜各部件先用氩弧焊点焊拼装成型，再放到激光焊接设备中进行激光焊接。

针对这种无法运用激光焊接而被氩弧焊替代的问题，本实例通过更改焊接工艺，基于安装焊接夹具来实现激光焊接，其具体过程如下(参见图3和图4)：

步骤1，首先将在柜体总拼装后，在气体绝缘开关柜中无法进行激光焊接的待焊接工件1和工件2的焊接处清洗干净，用氩弧焊先点焊拼装成型(如图3所示)。由于针对待焊接柜体不先进行总拼装，而是将柜体总拼装后，在气体绝缘开关柜中无法进行激光焊接的待焊接工件(工件1与工件2)，先用氩弧焊点焊拼装成型，这样工件1与工件2先进行拼装后，两者结合部的焊缝(e)由内角焊缝变为外角焊缝，激光头就可以到达该处进行焊接。

步骤2，将在步骤1中用氩弧焊点焊成型的工件上，安装焊接夹具3，校正垂直度(如图4所示)。通过安装焊接夹具3对焊接工件1与工件2进行固定和定位，防止激光焊接过程中需要焊接的2个或2个以上零件发生位移或变形，从而保证总拼装的顺利进行，满足图纸要求。

参见图5，其所示为本实例中采用的焊接夹具3的结构示意图。为了能够很好的对预先拼接的两焊接工件进行固定和定位，该焊接夹具3采用“7”字形的夹板31，“7”字形的夹板能够很好的与两焊接工件的端面相配合，同时为了夹住和固定两焊接工件，在夹板上对称设置有固定夹具32，这两夹具32分别与两焊接工件的端面相配合，能够很好的对其进行加持和固定。

针对本实例方案中的焊接夹具3的结构，并不限于此，根据不同焊接工件结构以及两焊接工件之间的相互配合结构，还可采用其它结构的焊接夹具，只要能够对焊接工件能够达到很好的固定和定位即可。

步骤3，在拼装好的工件1和工件2上安装好焊接夹具后，进行激光焊接。

步骤4，等工件冷却后，拆除焊接夹具，再进行总拼装。

由上可知，本实例提供的改进后的焊接工艺，针对待焊接柜体不先进行总拼装，而针对总拼装后，无法进行激光焊接的气体绝缘开关柜的待焊接工件，先进行拼装成型，使得待焊接工件之间原来激光头无法到达的内角焊缝变为激光头便于到达的外角焊缝；同时通过安装焊接夹具，对预先拼装的焊接工件之间进行固定和定位，防止焊接过程中需要焊接的2个或2个以上零件发生位移或变形，从而保证焊接的顺利进行，满足图纸要求，由此有效解决了因受激光焊接设备限制，对总拼装后无法进行激光焊接的焊缝进行激光焊接的问题，有效的提高了气体绝缘开关柜的焊接质量。由此该改进后的焊接工艺能够有效的克服和改变开关柜部件因受激光焊接设备限制而无法运用激光焊接的现状，极大的拓展了激光焊接设备运用的范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种开关设备激光焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括如下步骤：

(1)针对总拼装后，无法进行激光焊接的气体绝缘开关柜的待焊接工件，先用氩弧焊点焊拼装成型，使得两待焊接工件之间的结合面形成激光焊接头便于到达的外角焊缝；

(2)在两待焊接工件上安装焊接夹具，校正垂直度；所述焊接夹具采用“7”字形的夹板，同时夹住和固定两焊接工件，在“7”字形的夹板上对称设置有两固定夹具，这两固定夹具分别与两焊接工件的端面相配合，对两待焊接工件进行夹持和固定；

(3)对形成的外角焊缝进行激光焊接；

(4)等工件冷却后，拆除焊接夹具，再进行总拼装。