CN106112414A - 一种激光叠焊过滤网及其制造方法 - Google Patents

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赵树森
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Abstract

本发明涉及一种激光叠焊过滤网及其制造方法,激光叠焊过滤网包括支撑架和滤丝；支撑架与滤丝的轴线方向相互垂直且构成交错的网状结构；支撑架上设有带“V”字形齿槽的齿形结构，滤丝的一角插入齿槽内与齿槽相互口齿合以构成整体；滤丝的平面上设有支撑条。其能够解决现有技术中所存在的颗粒容易堵塞，受压后会折曲，造成昂贵的媒介物损耗，甚至使装置无法操作，维修也较困难等问题，使其避免堵塞和卡住，大大提高过滤效果。

Description

一种激光叠焊过滤网及其制造方法
技术领域
本发明涉及工业滤网领域中大量应用的V型丝网及其制造方法，具体地来说是一种激光切割、焊接制造的V型丝工业滤网及其激光加工方面的激光叠焊过滤网及其制造方法。
背景技术
目前，国内传统过滤工业上应用较多的是由金属丝编制的金属丝网，由于固态颗粒(催化剂、分子筛和各种滤料)与丝网的接触面积大，颗粒容易堵塞，受压后会折曲，造成昂贵的媒介物损耗，甚至使装置无法操作，维修也较困难。为此，需要一种激光叠焊过滤网及其制造方法，解决现有技术中所存在的上述问题，使其避免堵塞和卡住，大大提高过滤效果。
发明内容
本发明提供一种激光叠焊过滤网及其制造方法，解决现有技术中所存在的颗粒容易堵塞，受压后会折曲，造成昂贵的媒介物损耗，甚至使装置无法操作，维修也较困难等问题，使其避免堵塞和卡住，大大提高过滤效果。
为实现上述目的，本发明一方面提供一种激光叠焊过滤网，包括支撑架和滤丝；支撑架与滤丝的轴线方向相互垂直且构成交错的网状结构；支撑架上设有带“V”字形齿槽的齿形结构，滤丝的一角插入齿槽内与齿槽相互口齿合以构成整体；滤丝的平面上设有支撑条。
在以上方案中优选的是，支撑架设为平直形支撑架或圆形支撑架。
还可以优选的是，滤丝与平直形支撑架的齿槽相互口齿合构成平板形滤网，或滤丝与圆形支撑架的齿槽相互口齿合构成圆筒形滤网。
还可以优选的是，圆形支撑架设为齿槽位于内环面的内牙支撑架，或圆形支撑架设为齿槽位于外环面的外牙支撑架。
本发明另一方面提供一种激光叠焊过滤网的制造方法，包括以下步骤：第一步，通过拉丝模挤压拉拔的方式，得到截面为三角形的滤丝；第二步，通过高能量密度激光束聚焦精确切割的方法，得到与滤丝相互口齿合的齿形的支撑架与焊接用支撑条；第三步，通过采用工装夹具，将滤丝固定在齿形的支撑架的齿槽里面；滤丝的轴线方向设为与支撑架呈90°的方向；将支撑条平行设置在两个支撑架的中间；第四步，将高能量密度的激光束聚焦到滤丝和支撑条的上方，使得滤丝和支撑条的金属材质由于激光聚焦所形成的高温场，熔融之后冷硬化，从而将滤丝和支撑条焊接为一体，焊接后将支撑架撤离；在激光焊接的同时，在焊接点部位通入惰性气体作载气。
在以上方案中优选的是，第二步中，利用高能量密度激光束聚焦精确切割的步骤为：首先，根据滤丝的割面形状，利用CAD制图得到与之相互口齿合的V型的齿槽的尺寸，并加以尺寸补偿，然后根据设计要求确定相邻齿槽之问的距高以及支撑架的总长度，并且确定支撑架所釆用的材料和厚度，待参数确定完毕后，将产品的CAD转化为激光切割机能够识别的数控加工代码，最后，根据支撑架的齿槽的形状、所用选材及其厚度，在激光切割机上选用相应的激光渡长、频率、功率以及合适的聚焦透镜、离焦距高、行走速度进行切割。
还可以优选的是，第四步中，利用光纤将激光器产生的激光束导入到可在三维空问白由运动的激光焊接头，经过精确聚焦的高能量激光束沿着滤丝和支撑条重叠部位运动，实现激光焊接。
还可以优选的是，第四步中，激光器采用的波长是1064纳米，激光焊接头的运动轨迹同构六轴联动机械手实现。
还可以优选的是，第三步中，工装夹具包括导向平台、压紧螺母、压板和卡具底座；压板和导向平台通过压紧螺母设置在卡具底座上，导向平台设置在压板的两侧。
还可以优选的是，第三步中，首先，将滤丝按照设计间距要求设置在平整的导向平台上，然后依次将齿形的支撑架的V型的齿槽向下扣到滤丝上面，待全部滤丝与支撑架上的齿槽相互口齿合以后，调节压紧螺母，由于与导向平台下表面紧密贴合的卡具底座固定不动，使得压板紧压在支撑架的上部，使滤丝和齿槽实现定位。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种激光叠焊过滤网及其制造方法，解决现有技术中所存在的颗粒容易堵塞，受压后会折曲，造成昂贵的媒介物损耗，甚至使装置无法操作，维修也较困难等问题，使其避免堵塞和卡住，大大提高过滤效果。
附图说明
图1为本发明的激光叠焊过滤网的结构示意图；
图2为本发明的激光叠焊过滤网的内网筒的结构示意图；
图3为本发明的激光叠焊过滤网的外网筒的结构示意图；
图4为本发明的激光叠焊过滤网的割面示意图；
图5为本发明的激光叠焊过滤网的齿形支撑架结构主视图；
图6为本发明的激光叠焊过滤网的齿形支撑架结构俯视图；
图7为本发明的激光叠焊过滤网的支撑条的结构示意图；
图8为本发明的激光叠焊过滤网的制造方法中夹具固定后进行激光焊接作业时的结构主视图；
图9为本发明的激光叠焊过滤网的制造方法中夹具固定后进行激光焊接作业时的结构左视图。
图中，1为支撑架，2为滤丝，3为齿槽，4为支撑条，5为导向平台，6为压紧螺母，7为压板，8为卡具底座。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作了详细说明。但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例具有例示性的而没有限制的含义。
实施例:
一种激光叠焊过滤网，如图1至图9所示，包括支撑架1和滤丝2；支撑架1与滤丝2的轴线方向相互垂直且构成交错的网状结构；支撑架1上设有带“V”字形齿槽3的齿形结构，滤丝2的一角插入齿槽3内与齿槽3相互口齿合以构成整体；滤丝2的平面上设有支撑条4。
在上述实施例中，支撑架1设为平直形支撑架或圆形支撑架。
在上述实施例中，滤丝2与平直形支撑架的齿槽3相互口齿合构成平板形滤网，或滤丝2与圆形支撑架的齿槽3相互口齿合构成圆筒形滤网。
在上述实施例中，圆形支撑架设为齿槽3位于内环面的内牙支撑架，或圆形支撑架设为齿槽3位于外环面的外牙支撑架。
一种激光叠焊过滤网及其制造方法，包括以下步骤：第一步，通过拉丝模挤压拉拔的方式，得到截面为三角形的滤丝2；第二步，通过高能量密度激光束聚焦精确切割的方法，得到与滤丝2相互口齿合的齿形的支撑架1与焊接用支撑条；第三步，通过采用工装夹具，将滤丝2固定在齿形的支撑架1的齿槽3里面；滤丝2的轴线方向设为与支撑架1呈90°的方向；将支撑条4平行设置在两个支撑架1的中间；第四步，将高能量密度的激光束聚焦到滤丝2和支撑条4的上方，使得滤丝2和支撑条4的金属材质由于激光聚焦所形成的高温场，瞬时熔融之后并迅速冷硬化，从而将滤丝2和支撑条4焊接为一体，焊接后将支撑架1撤离；在激光焊接的同时，在焊接点部位通入惰性气体作载气，起到保护不被氧化的作用，达到保护焊接质量的效果。
在上述实施例中，第二步中，利用高能量密度激光束聚焦精确切割的步骤为：首先，根据滤丝2的割面形状，利用CAD制图，得到与之相互口齿合的V型的齿槽3的尺寸，并加以适量的尺寸补偿以利于后续焊接工艺的执行，然后根据设计要求确定相邻齿槽3之问的距高以及支撑架1的总长度，并且确定支撑架1所釆用的材料和厚度，待上述参数确定完毕后，将产品的CAD转化为激光切割机能够识别的数控加工代码，然后，根据支撑架1的齿槽3的形状、所用选材及其厚度，在激光切割机上选用相应的激光渡长、频率、功率以及合适的聚焦透镜、离焦距高、行走速度等进行切割。
在上述实施例中，第四步中，利用光纤将激光器产生的激光束导入到可以在三维空问白由运动的激光焊接头，经过精确聚焦的高能量激光束沿着滤丝2和支撑条4重叠部位运动，实现激光焊接。
在上述实施例中，第四步中，激光器采用的波长是1064纳米，激光焊接头的运动轨迹是借助六轴联动机械手来实现的。
在上述实施例中，第三步中，工装夹具包括导向平台5、压紧螺母6、压板7和卡具底座8；压板7和导向平台5通过压紧螺母6设置在卡具底座8上，导向平台5设置在压板7的两侧。
在上述实施例中，第三步中，首先，将滤丝2按照设计问距要求置于平整度高的导向平台5上，然后依次将齿形的支撑架1的V型的齿槽3向下扣到滤丝2上面，待全部滤丝2与支撑架1上的齿槽3相互口齿合以后，调节压紧螺母6，由于与导向平台5下表面紧密贴合的卡具底座5固定不动，使得压板7紧压在支撑架1的上部，使滤丝2和齿槽3实现了精确定位，确保了缝隙问隙的精度。
本发明的激光叠焊过滤网及其制造方法，其过滤网为具有更高焊接强度、更精确的丝网缝隙精度、结构更为合理的V型丝工业滤网，并同时提供该网的全新的激光加工工艺，其目的是解决以往的滤网平整度不足、丝网缝隙精度误差大的问题和以往的滤网焊接工艺消耗能源巨大、焊点质量不稳定、丝网缝隙精度误差不易控制以及无法在大平面V型丝网和大口径V型丝网筒的生产上应用问题。具有以下有益效果和优点：(1)更高质量的焊接强度。本发明采用的是激光叠焊工艺，也就是在支撑条上都进行了激光熔融焊接，较之传统的单点电阻焊焊接，焊接面积更大，从而得到更高质量的焊接强度。(2)提高了V型丝网缝隙精确度。本发明采用了激光切割齿形支撑架的方式，然后将V型丝固定于切割好的齿槽内，初步保证了网丝的缝隙问距；较之传统的旋转缠绕式焊接方式，在本发明中激光焊接的过程中，又特别釆用了工装夹具定位，使得网丝不会由于热变形导致缝隙误差而加大。(3)更高的表面平整度。传统的平面V型丝滤网式釆用先焊按成圆筒形，再展平的方法得到的，其表面平整度由于其先天制作工艺的不足，无法得到很好的保证。本发明在采用激光加工新工艺进行平面V型丝滤网的制作过程中不存在先缠绕后展平的工艺，因此从加工工艺的角度来看，更为合理，从而保证了更高的表面平整度。(4)可以制作大平面V型丝工业滤网和大口径V型丝网筒。本发明采用全新激光切割和焊按工艺，摒弃传统缠绕式电阻按触焊接方式，从而使得V型丝工业滤网的尺寸规格不会因为生产设备的原因受到任何限制。较之于传统的制作方式，本发明的工艺技术可以制作大平面V型丝工业滤网和大口径V型丝网筒。本发明的激光叠焊过滤网的激光焊接与传统电阻接触焊的对比试验报告如下:
1.焊接可靠性对比：随机取样，然后釆用对100个焊点进行拉伸试验，检验是否焊住。
(注：表中数字表示焊接牢固，没有出现虚焊点的数量)
第一组 第二组 第三组
激光焊接 100 100 100
传统电阻 93 87 91
2.焊接结隙精确度对比
丝网缝隙精度
激光焊接 士0.02mm
传统电阻接触点 士0.15mm
本发明为创新的V型丝工业滤网及其激光加工工艺，通过采用全新的激光加工工艺，使得生产出来的V型丝工业、滤网较之传统工艺生产得到的、滤网更为先进,并且滤网的产品规格和系列更为齐全。本发明的激光加工工艺能够实现更高的焊接质量稳定性，保证均匀的缝隙问距和和更好的表面平整度。
尽管以上已经对本发明的各种优选实施方式和特征进行了描述，但在不脱离本发明的目的和宗旨的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明做出许多变化、补充、改变和删减。以上结合本发明的具体实施例做的详细描述，并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种激光叠焊过滤网，包括支撑架(1)和滤丝(2)；其特征在于：支撑架(1)与滤丝(2)的轴线方向相互垂直且构成交错的网状结构；支撑架(1)上设有带“V”字形齿槽(3)的齿形结构，滤丝(2)的一角插入齿槽(3)内与齿槽(3)相互口齿合以构成整体；滤丝(2)的平面上设有支撑条(4)。
2.如权利要求1所述的激光叠焊过滤网，其特征在于：支撑架(1)设为平直形支撑架或圆形支撑架。
3.如权利要求2所述的激光叠焊过滤网，其特征在于：滤丝(2)与平直形支撑架的齿槽(3)相互口齿合构成平板形滤网，或滤丝(2)与圆形支撑架的齿槽(3)相互口齿合构成圆筒形滤网。
4.如权利要求3所述的激光叠焊过滤网，其特征在于：圆形支撑架设为齿槽(3)位于内环面的内牙支撑架，或圆形支撑架设为齿槽(3)位于外环面的外牙支撑架。
5.一种激光叠焊过滤网及其制造方法，包括以下步骤：第一步，通过拉丝模挤压拉拔的方式，得到截面为三角形的滤丝(2)；第二步，通过高能量密度激光束聚焦精确切割的方法，得到与滤丝(2)相互口齿合的齿形的支撑架(1)与焊接用支撑条；第三步，通过采用工装夹具，将滤丝(2)固定在齿形的支撑架(1)的齿槽(3)里面；滤丝(2)的轴线方向设为与支撑架(1)呈90°的方向；将支撑条(4)平行设置在两个支撑架(1)的中间；第四步，将高能量密度的激光束聚焦到滤丝(2)和支撑条(4)的上方，使得滤丝(2)和支撑条(4)的金属材质由于激光聚焦所形成的高温场，熔融之后冷硬化，从而将滤丝(2)和支撑条(4)焊接为一体，焊接后将支撑架(1)撤离；在激光焊接的同时，在焊接点部位通入惰性气体作载气。
6.如权利要求5所述的激光叠焊过滤网及其制造方法，其特征在于：第二步中，利用高能量密度激光束聚焦精确切割的步骤为：首先，根据滤丝(2)的割面形状，利用CAD制图得到与之相互口齿合的V型的齿槽(3)的尺寸，并加以尺寸补偿，然后根据设计要求确定相邻齿槽(3)之问的距高以及支撑架(1)的总长度，并且确定支撑架(1)所釆用的材料和厚度，待参数确定完毕后，将产品的CAD转化为激光切割机能够识别的数控加工代码，最后，根据支撑架(1)的齿槽(3)的形状、所用选材及其厚度，在激光切割机上选用相应的激光渡长、频率、功率以及合适的聚焦透镜、离焦距高、行走速度进行切割。
7.如权利要求6所述的激光叠焊过滤网及其制造方法，其特征在于：第四步中，利用光纤将激光器产生的激光束导入到可在三维空问白由运动的激光焊接头，经过精确聚焦的高能量激光束沿着滤丝(2)和支撑条(4)重叠部位运动，实现激光焊接。
8.如权利要求7所述的激光叠焊过滤网及其制造方法，其特征在于：第四步中，激光器采用的波长是1064纳米，激光焊接头的运动轨迹同构六轴联动机械手实现。
9.如权利要求8所述的激光叠焊过滤网及其制造方法，其特征在于：第三步中，工装夹具包括导向平台(5)、压紧螺母(6)、压板(7)和卡具底座(8)；压板(7)和导向平台(5)通过压紧螺母(6)设置在卡具底座(8)上，导向平台(5)设置在压板(7)的两侧。
10.如权利要求9所述的激光叠焊过滤网及其制造方法，其特征在于：第三步中，首先，将滤丝(2)按照设计间距要求设置在平整的导向平台(5)上，然后依次将齿形的支撑架(1)的V型的齿槽(3)向下扣到滤丝(2)上面，待全部滤丝(2)与支撑架(1)上的齿槽(3)相互口齿合以后，调节压紧螺母(6)，由于与导向平台(5)下表面紧密贴合的卡具底座(5)固定不动，使得压板(7)紧压在支撑架(1)的上部，使滤丝(2)和齿槽(3)实现定位。
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