CN105479005B - 用于t型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,所述用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置包括:T型接头的连接板;安装支架,铰接在所述连接板上;激光焊接头,安装在所述安装支架上;送丝头,安装在所述安装支架上;激光焊接头滑杆机构,连接在所述激光焊接头与所述安装支架之间;送丝头滑杆机构,连接在所述送丝头与所述安装支架之间。本发明解决了T型接头激光填丝焊接装置存在激光焊接焦点位置和送丝位置不方便调节的问题。
Description
技术领域
本发明涉及激光填丝焊接领域,具体涉及钛合金、铝合金、钢板等薄板材料T型结构激光填丝焊接,尤其是一种用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置。
背景技术
激光焊是利用高能量密度的激光束作为源进行焊接的一种高效精密的焊接方法。激光焊对于一些特殊的材料及结构的焊接具有非常重要的作用,这种焊接方法在航天航空、电子、汽车制造、核动力等高新技术领域中的应用日益增多。薄板T型焊接结构因具有刚度高、稳定性好等优点在飞机结构、舰船等方面得到大量应用。激光填丝焊与激光焊相比可以降低装配精度,与弧焊等常规熔焊比可以减小薄板焊接变形,因此激光填丝焊接是实现薄板T型接头制造的有效方法之一。
目前,T型接头激光填丝焊接装置存在激光焊接焦点位置和送丝位置不方便调节和激光焊接入射角度不准确等问题,易于出现局部焊缝外观成形差,焊缝内部质量不稳定等问题。
综上所述,现有技术中至少存在以下问题:T型接头激光填丝焊接装置存在激光焊接焦点位置和送丝位置不方便调节的问题。
发明内容
本发明提供一种用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,以解决T型接头激光填丝焊接装置存在激光焊接焦点位置和送丝位置不方便调节的问题。
为此,本发明提出一种用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,所述用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置包括:
T型接头的连接板;
安装支架,铰接在所述连接板上;
激光焊接头,安装在所述安装支架上;
送丝头,安装在所述安装支架上;
激光焊接头滑杆机构,连接在所述激光焊接头与所述安装支架之间;
送丝头滑杆机构,连接在所述送丝头与所述安装支架之间。
进一步地,所述激光焊接头滑杆机构包括:
激光头第一方向移动滑杆,突出设置在所述激光头的外侧面上;
激光头第一方向移动滑槽,设置在所述安装支架上。
进一步地,所述送丝头滑杆机构包括:
送丝头第一方向移动滑杆,突出设置在所述送丝头的外侧面上;
送丝头第一方向移动滑槽,设置在所述安装支架上。
进一步地,所述送丝头滑杆机构还包括:
送丝头第二方向移动滑杆,突出设置在所述送丝头的外侧面上;
送丝头第二方向移动滑槽,设置在所述安装支架上;
其中,所述送丝头第二方向移动滑杆与所述送丝头第一方向移动滑杆相互垂直;
所述送丝头第一方向移动滑槽与送丝头第二方向移动滑槽相互垂直。
进一步地,所述送丝头滑杆机构还包括:对所述送丝头水平方向运动定位的第一螺钉,连接在所述安装支架与送丝头第一方向移动滑杆之间。
进一步地,所述送丝头滑杆机构还包括:对所述送丝头竖直方向运动定位的第二螺钉,连接在所述安装支架与送丝头第二方向移动滑杆之间。
进一步地,所述激光焊接头滑杆机构还包括:对所述激光头第一方向运动定位的第三螺钉,连接在所述安装支架与激光头第一方向移动滑杆之间。
进一步地,所述安装支架的数目为两个,所述激光焊接头和送丝头的数目为两个,每个所述安装支架上分别安装有一个所述激光焊接头和一个送丝头,两个所述激光焊接头和送丝头分别位于所述T型接头的连接板的两侧。
进一步地,所述T型接头的连接板为弧形板,两个所述激光焊接头的交角大于0度小于180度。
进一步地,所述T型接头的连接板连接在焊接机器人的运动系统上。
本发明通过激光焊接头滑杆机构调整激光焊接头的焊接焦点位置,通过送丝头滑杆机构调整送丝位置,因而解决了T型接头激光填丝焊接装置存在激光焊接焦点位置和送丝位置不方便调节的问题。本发明有效解决了T型接头激光填丝焊接工艺装置中激光焊接焦点和送丝位置相对关系并达到了激光入射角角度有效、准确调节的效果。
附图说明
图1为本发明的用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置的整体结构的主视方向的示意图;
图2为本发明的激光焊接头、送丝头与T型接头的连接板的连接结构示意图;
图3为本发明的激光焊接头与送丝头的连接结构示意图;
图4为本发明的激光焊接头滑杆机构和送丝头滑杆机构的结构示意图;
图5为本发明的安装支架的主视结构示意图;
图6为本发明的安装支架的俯视结构示意图;
图7为本发明的安装支架的侧视结构示意图;
图8为本发明的送丝头滑动板的主视结构示意图;
图9为本发明的送丝头滑动板的侧视结构示意图;
图10为本发明的送丝头滑动板的俯视结构示意图。
附图标号说明:
1T型接头的连接板 2激光焊接头 3送丝头 4转接板 5安装支架
20激光头第一方向移动滑杆 21第三螺钉 29激光头第一方向移动滑杆
30送丝头滑动板 301送丝头第一方向移动滑槽 31安装孔 34第一螺钉 35送丝头第二方向移动滑杆 36送丝头第二方向移动滑杆 37送丝头第一方向移动滑杆 38送丝头第一方向移动滑杆
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明。
如图1、图2、图3和图4所示,根据本发明实施例的用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置包括:
T型接头的连接板1;
安装支架5,铰接在所述连接板1上,例如通过转接板4铰接在所述连接板1上;
激光焊接头2,安装在所述安装支架5上;
送丝头3;安装在所述安装支架5上;
激光焊接头滑杆机构,连接在所述激光焊接头2与所述安装支架5之间,或者说,激光焊接头2能滑动的设置在安装支架5上;
送丝头滑杆机构,连接在所述送丝头3与所述安装支架5之间,或者说,送丝头3能滑动的设置在安装支架5上。
进一步地,如图4所示,所述激光焊接头滑杆机构包括:
激光头第一方向移动滑杆20和激光头第一方向移动滑杆29,本发明中的第一方向可以指水平方向或X向,第二方向可以指竖直方向或Y向,第一方向与第二方向相互垂直。激光头第一方向移动滑杆例如为相互平行的激光头X向移动滑杆,连接在所述激光头的外侧面上;如图4所示,激光头第一方向移动滑杆20和激光头第一方向移动滑杆29关于激光焊接头2底部的焊接点或底端的尖部左右对称,以便在激光焊接头2在移动时能够不偏离;激光头第一方向移动滑杆20和激光头第一方向移动滑杆29例如为平行激光焊接头2轴线的杆状体;该杆状体例如可以通过连接杆或其他形状的连接件与激光焊接头2平行连接;
激光头第一方向移动滑槽51,如图5、图6和图7所示,设置在所述安装支架5上,安装支架5为板状结构,连接在转接板4上,安装支架5上设有安装孔和各种滑槽,激光头第一方向移动滑杆20和激光头第一方向移动滑杆29能够在激光头第一方向移动滑槽51中滑动,因而能够调整激光焊接头的焊接焦点位置。通过滑杆和滑槽的配合方式调整激光焊接头的焊接焦点位置,调整稳定、准确、方便。
进一步地,如图4所示,所述送丝头滑杆机构包括:
送丝头第一方向移动滑杆37和送丝头第一方向移动滑杆38,突出设置在所述送丝头的外侧面上,送丝头第一方向移动滑杆37和送丝头第一方向移动滑杆38例如为平行送丝头轴线所在平面的的杆状体;该杆状体例如可以通过连接杆或其他形状的连接件与送丝头2平行连接;送丝头第一方向移动滑杆的数目为平行的两个,并且送丝头第一方向移动滑杆37和送丝头第一方向移动滑杆38分别对称的位于送丝头轴线的两侧,便于送丝头第一方向上调整的稳定和准确,减少偏差;
如图8、图9和图10所示,送丝头第一方向移动滑槽301,设置在送丝头滑动板30上,送丝头滑动板30安装在所述安装支架5上,送丝头第一方向移动滑槽301通过安装在送丝头滑动板30上,设置在所述安装支架5上,送丝头滑动板30所在的平面与板状的安装支架5相互平行,二者相互叠加,这样,送丝头滑动板30与安装支架5分体设置,便于制作。送丝头第一方向移动滑杆37和送丝头第一方向移动滑杆38能够在送丝头第一方向移动滑槽301中滑动,形成送丝头第一方向,即送丝头X向的移动。
进一步地,如图2、图3和图4所示,所述送丝头滑杆机构还包括:
平行的送丝头第二方向移动滑杆35和送丝头第二方向移动滑杆36,突出设置在所述送丝头的外侧面上;送丝头第二方向移动滑杆35和送丝头第二方向移动滑杆36,例如为平行送丝头轴线所在平面的的杆状体;该杆状体例如可以通过连接杆或其他形状的连接件与送丝头2平行连接;送丝头第二方向移动滑杆35和送丝头第二方向移动滑杆35所在的平面与送丝头第二方向移动滑杆35和送丝头第二方向移动滑杆36所在的平面相互垂直;送丝头第二方向移动滑杆的数目为平行的两个,便于送丝头Y向上调整的稳定和准确,减少偏差;
送丝头第二方向移动滑槽,设置在所述安装支架5上;
所述送丝头第一方向移动滑槽与送丝头第二方向移动滑槽相互垂直。
送丝头第二方向移动滑杆能够在送丝头第二方向移动滑槽中滑动,因此,实现了送丝头在第二方向,即送丝头Y向上的移动,实现了送丝头在两个相互垂直方向上都能独立移动,送丝头的位置调整方便灵活。
进一步地,如图4所示,所述送丝头滑杆机构还包括:对所述送丝头水平方向运动定位的第一螺钉34,连接在所述安装支架5与送丝头第一方向移动滑杆37之间,将送丝头第一方向移动滑杆37固定在安装支架5上。这样,能够在送丝头3调整后定位,以便后续的送丝和焊接的稳定。
进一步地,所述送丝头滑杆机构还包括:对所述送丝头竖直方向运动定位的第二螺钉(图中未示出),连接在所述安装支架与送丝头第二方向移动滑杆之间,以对送丝头在第二方向的移动进行定位。
进一步地,如图4所示,所述激光焊接头滑杆机构还包括:对所述激光头第一方向运动定位的第三螺钉21,连接在所述安装支架5与激光头第一方向移动滑杆之间,以对激光头在第一方向的运动定位,以便激光焊接的稳定。
进一步地,如图1所示,所述安装支架5的数目为两个,所述激光焊接头2和送丝头3的数目为两个,如图2和图3所示,每个所述安装支架5上分别安装有一个所述激光焊接头2和一个送丝头3,两个所述激光焊接头2和送丝头3分别位于所述T型接头的连接板1的两侧,以满足焊接过程中需要两束激光同时在筋板两侧进行焊接。
进一步地,所述T型接头的连接板1为弧形板,以便连接两个安装支架5和两个所述激光焊接头2和送丝头3。两个所述激光焊接头的交角大于0度小于180度,以实现焊接过程中需要两束激光同时在筋板两侧以底板呈某一角度进行焊接。
进一步地,所述T型接头的连接板1连接在焊接机器人的运动系统上,可以随焊接机器人的运动系统的移动而进行焊接。
本发明采用铝锂合金T型接头激光焊接的激光器为大功率的Nd.YAG或光纤激光器,焊丝选用与试板相匹配的牌号,保护气为氩气,T型接头定位采用自行研制工装夹具。(焊接机器人)运动系统采用载重为120Kg的KUKA机器人(的运动系统),机器人带动激光填丝焊接系统沿着焊缝轨迹运动,选用合适的激光功率、激光入射角度、焊接速度、送丝速度、光丝间距等焊接工艺参数,可得到外观均匀质量稳定的T型焊缝。
本发明的激光焊接头通过滑杆机构位移实现独立调节,送丝头通过两层滑杆和滑台实现两个垂直方向独立位移和一个旋转方向独立转动,从而保证开展工艺研究时,可准确、方便的调节激光焦点和焊丝填入端的相对位置,另外激光焊接头和送丝头同时可以绕T型接头焊缝焊接方向旋转角度,实现激光入射角度根据工艺需要自由调节。本装置可以方便开展T型接头工艺试验研究和T型接构焊接,可以根据工艺需求方便准确调节工艺参数,提高焊接过程中送丝稳定性,提高焊缝质量。
本发明针对T型接头激光填丝焊接系统调节复杂、效率低等问题,利用激光头和送丝头单独滑动定位、送丝头相对于激光焊接头独立旋转以及激光头和送丝头相对于T型接头焊接方向一起旋转原理,有效解决了T型接头激光填丝焊接过程中光丝间距不利于调节和激光入射角度定位不准确等问题,有利于提高T型接头焊缝制定稳定性,提高焊缝质量。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合,任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,其特征在于,所述用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置包括:
T型接头的连接板;
安装支架,铰接在所述连接板上;
激光焊接头,安装在所述安装支架上;
送丝头;安装在所述安装支架上;
激光焊接头滑杆机构,连接在所述激光焊接头与所述安装支架之间;
送丝头滑杆机构,连接在所述送丝头与所述安装支架之间;
所述激光焊接头滑杆机构包括:
激光头第一方向移动滑杆,突出设置在所述激光头的外侧面上;
激光头第一方向移动滑槽,设置在所述安装支架上;
所述激光头第一方向移动滑杆能滑动的设置在所述激光头第一方向移动滑槽中;
所述送丝头滑杆机构包括:
送丝头第一方向移动滑杆,突出设置在所述送丝头的外侧面上;
送丝头第一方向移动滑槽,设置在所述安装支架上;
所述送丝头第一方向移动滑杆能滑动的设置在所述送丝头第一方向移动滑槽中。
2.如权利要求1所述的用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,其特征在于,所述送丝头滑杆机构还包括:
送丝头第二方向移动滑杆,突出设置在所述送丝头的外侧面上;
送丝头第二方向移动滑槽,设置在所述安装支架上;
其中,所述送丝头第二方向移动滑杆与所述送丝头第一方向移动滑杆相互垂直;
所述送丝头第一方向移动滑槽与送丝头第二方向移动滑槽相互垂直;
所述送丝头第二方向移动滑杆能滑动的设置在所述送丝头第二方向移动滑槽中。
3.如权利要求2所述的用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,其特征在于,所述送丝头滑杆机构还包括:对所述送丝头水平方向运动定位的第一螺钉,连接在所述安装支架与送丝头第一方向移动滑杆之间。
4.如权利要求2所述的用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,其特征在于,所述送丝头滑杆机构还包括:对所述送丝头竖直方向运动定位的第二螺钉,连接在所述安装支架与送丝头第二方向移动滑杆之间。
5.如权利要求1所述的用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,其特征在于,所述激光焊接头滑杆机构还包括:对所述激光头第一方向运动定位的第三螺钉,连接在所述安装支架与激光头第一方向移动滑杆之间。
6.如权利要求1所述的用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,其特征在于,所述安装支架的数目为两个,所述激光焊接头和送丝头的数目为两个,每个所述安装支架上分别安装有一个所述激光焊接头和一个送丝头,两个所述激光焊接头和送丝头分别位于所述T型接头的连接板的两侧。
7.如权利要求6所述的用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,其特征在于,所述T型接头的连接板为弧形板,两个所述激光焊接头的交角大于0度小于180度。
8.如权利要求1所述的用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置,其特征在于,所述T型接头的连接板连接在焊接机器人的运动系统上。
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