CN108161225B - 一种激光焊接方法以及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光焊接方法以及压缩机，激光焊接方法包括：产生焊接激光，使焊接激光获得向前移动的前进运动分量，以及垂直于向前移动的方向上下摆动的摆动运动分量，其中，所述焊接激光移动产生的焊接区间包括依次连接的第一焊接区间、第二焊接区间和第三焊接区间；在第一焊接区间内，使焊接激光摆动的幅度逐渐增大；在第三焊接区间内，使焊接激光摆动的幅度逐渐减小，采用本方法进行焊接，能够使焊接的热量分散、被焊接部不易产生微小的裂缝。

Description

一种激光焊接方法以及压缩机

技术领域

本发明涉及激光焊接领域，尤其是一种激光焊接方法以及压缩机。

背景技术

目前，在冷冻机或空调器中使用的压缩机的压缩单元与压缩机的壳体通过焊接固定，作为现在普遍采用的焊接方法,一般采用MAG焊接方式(熔化极气体保护电弧焊)。但是，这种焊接方法，会使焊接部产生高温，从而导致热变形和异物(焊渣)产生，为解决因MAG焊接而导致的热变形和异物的问题，有的厂家考虑出采用激光焊接的方法，但在焊接的时候，局部的热量会増加，但是在冷却的时候，会发生裂纹，即裂缝，制冷剂会随着裂缝泄漏出去，如图1-3所示，焊接激光如图1所述路径，沿一条直线焊接经过待焊接压缩机壳体表面，图2是焊接激光的直径为φ6时的效果图，图3是焊接激光的直径为φ8时的效果图，图2中肉眼可明显看出焊缝中的裂纹，图3中虽然增加了焊接激光的直径，但在热量大的部位，仍然有裂纹的存在，制冷剂会随着裂缝泄漏出去，制冷剂泄漏会导致压缩机的性能下降。

现有技术中，还采用经过改进的使焊接激光以固定的频率上下摆动前进的方法进行压缩机压缩单元与壳体之间的焊接，图4为这一焊接方法中的焊接激光经过路径示意图，焊接激光的功率为700W，直径为φ0.044，振幅为2mm，焊接激光以固定的频率和振幅上下摆动前进经过压缩机壳体表面，图5为这一焊接方法所形成的焊缝，图中可见这一焊接方法所形成的焊缝中裂纹明显减少，但在热量集中的部位，如图6所示，焊缝中仍会产生大块的裂纹，由于焊接的开始位置和焊接的结束位置的焊接状态不同，因焊接强度不同而产生裂缝，从而仍然导致最劣泄漏发生，因此需要提出一种新型的焊接方法，减少焊接过程中所产生的裂缝，防止泄漏的发生。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供能在焊接过程中减少产生的裂缝的一种激光焊接方法以及压缩机。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种激光焊接方法，包括如下步骤：

产生焊接激光，使焊接激光获得向前移动的前进运动分量，以及垂直于向前移动的方向上下摆动的摆动运动分量，其中，所述焊接激光移动产生的焊接区间包括依次连接的第一焊接区间、第二焊接区间和第三焊接区间；

在第一焊接区间内，使焊接激光摆动的幅度逐渐增大，同时逐渐增大焊接激光移动的速度和/或逐渐增大焊接激光每次摆动与前一次摆动的间距和/或逐渐增大焊接激光的功率，且焊缝宽度逐渐增大；

在第三焊接区间内，使焊接激光摆动的幅度逐渐减小，同时逐渐增大焊接激光移动的速度和/或逐渐增大焊接激光每次摆动与前一次摆动的间距和/或逐渐降低焊接激光的功率，且焊缝宽度逐渐减小；

使在第三焊接区间内焊接激光摆动幅度的降低速度，低于在第一焊接区间内焊接激光摆动幅度的增加速度。

本发明通过将激光焊接中，焊接激光的焊接区间分为摆动幅度逐渐增大的第一焊接区间、第二焊接区间以及摆动幅度逐渐减小的第三焊接区间，其中，第一焊接区间为焊接的初期，为预热阶段，焊接温度处于上升状态，使焊接激光摆动的幅度逐渐增大，使工件的受热更加均匀，不会因为突然受热产生裂缝，第三焊接区间为焊接的末期，为散热阶段，焊接温度处于下降状态，使焊接激光摆动的幅度逐渐减小，能使焊接末期工件的受热均匀，不会产生裂缝。

在本发明的一种实施例中，在第二焊接区间内，使相邻的两次上下摆动的摆动幅度不相同。

使相邻两次摆动的起点位置和终点位置不会叠加在一起，分散照射的热量，降低了产生裂缝的可能。

在本发明的一种实施例中，在第一焊接区间内，逐渐增加焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐增大焊接激光移动的速度。

第一焊接区间为焊接的初期，焊接温度处于上升阶段，焊接激光移动所产生的焊缝宽度会逐渐增大，逐渐增大焊接激光移动速度能够使焊接的热量分散、被焊接部不易产生微小的裂缝，避免了泄漏的发生。

在本发明的一种实施例中，在第一焊接区间内，逐渐增加焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐增大焊接激光每次摆动与前一次摆动的间距。

第一焊接区间为焊接的初期，焊接温度处于上升阶段，焊接激光移动所产生的焊缝宽度会逐渐增大，逐渐增大摆动间距能够使焊接的热量分散、被焊接部不易产生微小的裂缝，避免了泄漏的发生。

在本发明的一种实施例中，在第一焊接区间内，逐渐增加焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐增大焊接激光的功率。

逐渐增大焊接激光的功率，能使焊接部位不至于在低温时突然被很强的激光照射，发生焊渣飞溅的情况，避免由于焊渣飞溅所产生的焊接部位的凹点。

在本发明的一种实施例中，在第三焊接区间内，逐渐降低焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐增大焊接激光移动的速度。

焊接激光移动速度的增大，使焊接部位的能量密度下降，降低了焊接部位产生凹点的几率。

在本发明的一种实施例中，在第三焊接区间内，逐渐降低焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐增大焊接激光每次摆动与前一次摆动的间距。

焊接激光摆动间距的增大，使焊接部位的能量密度下降，降低了焊接部位产生凹点的几率。

在本发明的一种实施例中，在第三焊接区间内，逐渐降低焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐降低焊接激光的功率。

焊接激光功率的降低，使焊接部位的能量密度下降，降低了焊接部位产生凹点的几率。

在本发明的一种实施例中，使第三焊接区间内，焊接激光摆动幅度的降低速度，低于第一焊接区间内焊接激光摆动幅度的增加速度。

使焊接过程结束前的散热更加的均匀。

本发明还提供一种激光焊接装置，包括X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜、储存器、处理器以及储存在所述储存器中并可被所述处理器执行的控制程序，所述处理器执行所述控制程序时通过控制X轴扫描振镜和Y轴扫描振镜实现如上述任意一项所述的激光焊接方法。

本发明还提供一种压缩机，所述压缩机壳体与压缩单元通过如上述任意一项所述激光焊接方法焊接，通过所述激光焊接方法在压缩机壳体表面所形成的焊缝沿着焊接方向依次分为相互连接的第一焊缝区间、第二焊缝区间和第三焊缝区间，其中，第一焊缝区间内，焊缝宽度逐渐增大，第三焊缝区间内，焊缝宽度逐渐减小。

在本发明的一种实施例中，第三焊缝区间宽度大于第一焊缝区间。

为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是现有技术中激光经过路径示意图；

图2-3是现有技术中激光焊接效果图；

图4是现有技术中改进的激光经过路径示意图；

图5-6是现有技术中改进的激光焊接效果图；

图7为本发明实施例中焊接激光经过路径示意图；

图8是本发明实施例中焊接效果图；

图9是本发明焊接装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种激光焊接方法，包括：产生焊接激光，使焊接激光获得向前移动的前进运动分量，以及垂直于向前移动的方向上下摆动的摆动运动分量，其中，所述焊接激光移动产生的焊接区间包括依次连接的第一焊接区间、第二焊接区间和第三焊接区间；在第一焊接区间内，使焊接激光摆动的幅度逐渐增大；在第三焊接区间内，使焊接激光摆动的幅度逐渐减小。

本发明采用摆动的激光对工件进行焊接，主要用于对压缩机的压缩单元和压缩机壳体之间的焊接，通过将压缩机的壳体与压缩单元固定，使用焊接激光扫描压缩机壳体表面，完成压缩单元与壳体的焊接。本发明激光焊接方法使用带有X轴扫描振镜和Y轴扫描振镜的激光焊接装置产生焊接激光，通过同时调整X轴扫描振镜和Y轴扫描振镜，调整X轴扫描振镜使焊接激光在压缩机壳体表面获得向前移动的前进运动分量，调整Y轴扫描振镜使焊接激光在压缩机壳体表面获得上下摆动的摆动运动分量，从而可以沿着X轴水平向前移动的方向运动的同时，沿着Y轴方向上下摆动，同时，本发明中焊接激光在压缩机壳体表面上移动的区间形成包括依次连接的第一焊接区间、第二焊接区间和第三焊接区间，其中，第一焊接区间是激光照射的初期，为预热部分，此时压缩机壳体的温度较低且焊接激光摆动幅度较小，随着照射面温度的上升，激光摆动幅度逐渐增大，使压缩机壳体表面受热更加均匀；第二焊接区间为激光主焊接区间，使焊接激光以不超过最大设定值的幅度在第二焊接区间内摆动；在焊接即将结束的第三焊接区间为散热区间，如果一直在能量密度高的状态下完成焊接，扫描结束部分的表面会有凹点产生，因此，在第三焊接区间，使激光摆动的幅度降低，采用本方法进行焊接，能够使焊接激光进行焊接的时候，焊接的热量分散，被焊接部不易产生微小的焊缝。

在第二焊接区间内，如果相邻两次上下摆动的幅度相同，则相邻两次摆动的顶点位置由于焊缝的宽度，会重合在一起，重合部分的能量密度会变高，从而容易使重合部分产生裂缝，因此，在一个优选的实施例中，在第二焊接区间内，调整Y轴扫描振镜，使焊接激光沿着Y轴上下摆动时，相邻的两次上下摆动的摆动幅度不相同，在沿着Y轴向上摆动时，每一次摆动的顶点与X轴的距离或大于，或小于前一次向上摆动时顶点与X轴的距离，在沿着Y轴向下摆动时，每一次摆动的顶点与X轴的距离或大于，或小于前一次向下摆动时顶点与X轴的距离，使相邻两次摆动的顶点不会重合在一起，降低了产生裂缝的可能性。

第一焊接区间为焊接的初期，焊接温度处于上升阶段，为使压缩机壳体表面均匀受热，在一个优选的实施例中，在第一焊接区间内，逐渐增加焊接激光摆动的幅度的同时，增大焊接激光向前移动和上下摆动的速度，使焊接激光更快速的沿着焊接路径移动以完成焊接过程，使焊接的热量分散，被焊接部不易产生微小的裂缝。

第一焊接区间为焊接的初期，焊接温度处于上升阶段，焊接激光移动所产生的焊缝宽度会逐渐增大，因此，在一个优选的实施例中，在第一焊接区间内，逐渐增加焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐增大焊接激光每次摆动与前一次摆动的间距，使焊接激光在第一焊接区间内摆动的间距逐渐增大，使第一焊接区间内，压缩机壳体表面受热更加均匀，被焊接部不易产生微小的裂缝。

在第一焊接区间内，被焊接部位压缩机壳体表面温度较低，在焊接激光输出功率很强的条件下，会发生焊渣飞溅的情况，一旦发生焊渣飞溅，则在焊接部位会很容易的产生凹点，因此，在一个优选的实施例中，在第一焊接区间内，逐渐增加焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐增大焊接激光的功率，使第一焊接区间内的焊接表面受热更加均匀，不会产生凹点。

第三焊接区间为焊接的末期，应当使焊接温度处于下降阶段，为使压缩机壳体表面均匀散热，在一个优选的实施例中，在第三焊接区间内，逐渐降低焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐增大焊接激光移动的速度，使焊接激光能更快速的散热。

第三焊接区间为焊接的末期，如果在高能量密度的条件下完成焊接，激光扫描结束的部位会产生凹点，为降低第三焊接区间内的能量密度，使焊接激光在第三焊接区间内更快速的散热，在一个优选的实施例中，在第三焊接区间内，逐渐降低焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐增大焊接激光每次摆动与前一次摆动的间距。

第三焊接区间为焊接的末期，如果在高能量密度的条件下完成焊接，激光扫描结束的部位会产生凹点，为降低第三焊接区间内的能量密度，使焊接激光在第三焊接区间内更快速的散热，在一个优选的实施例中，在第三焊接区间内，逐渐降低焊接激光摆动的幅度的同时，逐渐降低焊接激光的功率。

第三焊接区间为焊接的末期，如果在高能量密度的条件下完成焊接，激光扫描结束的部位会产生凹点，为降低第三焊接区间内的能量密度，使焊接激光在第三焊接区间内更快速的散热，在一个优选的实施例中，使第三焊接区间内，焊接激光摆动幅度的降低速度，低于第一焊接区间内焊接激光摆动幅度的增加速度，使焊接激光在第三焊接区间摆动幅度缓慢下降，更利于实现均匀的散热。

如图7-8所示，图7为本发明激光焊接方法的一种具体的实施例，本实施例中，本发明激光焊接方法使用带有X轴扫描振镜和Y轴扫描振镜的激光焊接装置产生焊接激光，焊接激光的直径为φ0.044，使焊接激光从左至右沿X轴在压缩机壳体表面移动并沿Y轴方向上下摆动进行焊接，焊接激光经过的区域依次分为第一焊接区间A、第二焊接区间B和第三焊接区间C，焊接开始阶段的第一焊接区间A为预热区间，预热区间的宽度约为1mm，在预热区间内，焊接激光摆动的幅度逐渐均匀增大到以X轴为中心，上下各2mm；焊接激光经过预热区间后，进入第二焊接区间B，即主焊接区间，主焊接区间的长度约为6mm，在主焊接区间内，使焊接激光的摆动幅度保持为2mm，还可以采用比图7中更优选的方法，使焊接激光在主焊接区间相邻两次摆动的摆动幅度不相同，最大值为2mm；焊接激光经过主焊接区间后，进入第三焊接区间C，即散热区间，散热区间的宽度约为2mm，在散热区间内，使焊接激光的摆动幅度从上下各2mm均匀降低。图8为本实施例焊接效果图，如图所示：焊缝形状均匀平滑，焊接状态良好，无裂纹和气孔等缺陷。

本发明还保护一种可存储介质，可存储介质上储存有控制程序，该控制程序被处理器执行时能实现上述各项实施例中任一项的激光焊接方法。

本发明还保护一种激光焊接装置，如图9所示，激光焊接装置包括激光发振器1、激光焊接光纤2和激光头7，其中，激光头7由光学检测系统3、X轴扫描振镜4、Y轴扫描振镜5、Fθ聚焦镜6组成，激光发振器1通过激光焊接光纤2与光学检测系统3连接，激光发振器1所发出的激光穿过光学检测系统3后，经过X轴扫描振镜4和Y轴扫描振镜5的折射，由Fθ聚焦镜6聚焦，照射至工件表面，本发明激光焊接装置还包括可存储介质，可存储介质上储存有控制程序，该控制程序被处理器执行时能实现上述各项实施例中任一项的激光焊接方法。

本发明还保护一种压缩机，压缩机的压缩单元与壳体间由上述实施例中任意一种激光焊接方法焊接而成，压缩机壳体表面的焊缝由焊接方向依次分为相互连接的第一焊缝区间、第二焊缝区间和第三焊缝区间，其中，第一焊缝区间位于焊接初始阶段，在第一焊缝区间内，焊缝的宽度逐渐增大，在第二焊缝区间内，焊缝宽度均匀，误差较小，或在第二焊缝区间内，焊缝宽度大小交替变化，在焊接结束前的第三焊缝区间内，焊缝的宽度逐渐减小。

本发明通过使焊接过程中，焊接激光摆动幅度的变化，使焊接激光的运动路径上依次形成预热区间、主焊接区间以及散热区间，采用本方法进行焊接，能够使焊接的热量分散、被焊接部不易产生微小的焊缝，在应用于压缩机领域的焊接时，能有效防止制冷剂泄露的产生。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (5)

1.一种激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

产生焊接激光，使焊接激光获得向前移动的前进运动分量，以及垂直于向前移动的方向上下摆动的摆动运动分量，其中，所述焊接激光移动产生的焊接区间包括依次连接的第一焊接区间、第二焊接区间和第三焊接区间；

在第一焊接区间内，使焊接激光摆动的幅度逐渐增大，同时逐渐增大焊接激光移动的速度和/或逐渐增大焊接激光每次摆动与前一次摆动的间距和/或逐渐增大焊接激光的功率，且焊缝宽度逐渐增大；

在第三焊接区间内，使焊接激光摆动的幅度逐渐减小，同时逐渐增大焊接激光移动的速度和/或逐渐增大焊接激光每次摆动与前一次摆动的间距和/或逐渐降低焊接激光的功率，且焊缝宽度逐渐减小；

使在第三焊接区间内焊接激光摆动幅度的降低速度，低于在第一焊接区间内焊接激光摆动幅度的增加速度。

2.如权利要求1所述的一种激光焊接方法，其特征在于：在第二焊接区间内，使相邻的两次上下摆动的摆动幅度不相同。

3.一种激光焊接装置，其特征在于：包括X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜、储存器、处理器以及储存在所述储存器中并可被所述处理器执行的控制程序，所述处理器执行所述控制程序时通过控制X轴扫描振镜和Y轴扫描振镜实现如权利要求1至2任意一项所述的激光焊接方法。

4.一种压缩机，其特征在于：所述压缩机壳体与压缩单元通过如权利要求1至2任意一项所述的激光焊接方法焊接，通过所述激光焊接方法在压缩机壳体表面所形成的焊缝沿着焊接方向依次分为相互连接的第一焊缝区间、第二焊缝区间和第三焊缝区间，其中，第一焊缝区间内，焊缝宽度逐渐增大，第三焊缝区间内，焊缝宽度逐渐减小。

5.如权利要求4所述的一种压缩机，其特征在于：第三焊缝区间宽度大于第一焊缝区间。