CN109648203B - 一种板材激光堆焊工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于激光焊接工艺技术领域，具体的说是一种板材激光堆焊工艺，该工艺包括如下步骤：根据待焊接的板材的焊接部位的形状不同选取对应形状的连接板，并将两个板材与连接板拼接在一起；将焊料置于高精度激光堆焊设备的壳体中并使得高精度激光堆焊设备在两个板材与连接板组成的凹槽中移动，焊料被高精度激光焊接设备熔融并排入凹槽中对两个板材进行焊接；高精度激光堆焊设备的位移感应器感应壳体下端是否向单个板材偏移，高精度激光焊接设备的控制器对位移感应器感应到的信息进行处理，控制器控制壳体下端始终位于两个板材的中间；高精度激光堆焊设备的壳体与导热杆将焊液中的热量导向焊料，超声波发射器发射超声波带动导热杆抖动。
Description
技术领域
本发明属于激光焊接工艺技术领域，具体的说是一种板材激光堆焊工艺。
背景技术
在工业生产中，有时需要对板材进行焊接，传统的焊接工艺对板材进行焊接时，焊接的质量不好，已经无法适应当下社会越来越高的质量要求；激光堆焊工艺成为了当下比较好的焊接板材的工艺。激光堆焊是一种用在工业上的工件加工中的方法，在传统的激光堆焊中，将工件表面或者说基底表面借助激光射束熔化并且向由此构造的熔池供给粉末状的材料。供给到熔池中的粉末同样被熔化，使得在熔化的粉末材料和工件表面凝固之后形成材料锁合地连接的、尤其熔融冶金连接的材料层。对于施加金属材料的情况，堆焊方法也称作激光金属沉积。随着社会的发展，激光堆焊技术的应用越来越广泛，但是但是现有的激光堆焊工艺在焊接时焊缝中容易出现气孔，从而导致焊接的焊缝质量不稳定，无法进行一些高精度的板材焊接。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种板材激光堆焊工艺，本发明主要用于解决现有的激光堆焊工艺焊接的焊缝中容易出现气孔，造成焊接质量不稳定的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种板材激光堆焊工艺，该工艺包括如下步骤：
S1：根据待焊接的板材的焊接部位的形状不同选取对应形状的连接板，并将两个板材与连接板拼接在一起；连接板在板材焊接时对进入板材与连接板之间的凹槽中的焊液进行收集，焊液先将连接板与板材固定在一起，后续的焊液进入凹槽中对两个板材进行焊接，避免了焊液的泄露，同时使得板材焊接的更加的牢固；
S2：将焊料置于高精度激光堆焊设备的壳体中并使得高精度激光堆焊设备在S1中的两个板材与连接板组成的凹槽中沿凹槽长度方向移动，焊料被高精度激光焊接设备熔融并通过壳体的底孔与排液孔排入凹槽中对两个板材进行焊接；焊液从壳体的底孔与排液孔中流出，焊液从板材与连接板组成的凹槽的底部堆积，焊液逐渐的向上驱赶凹槽中的气体，使得气体无法进入焊液中，从而减少了最终的焊缝中的气孔数量，提高了焊缝的质量；
S3：利用S2中的高精度激光堆焊设备的位移感应器感应壳体的下端是否向单个板材偏移，高精度激光焊接设备的控制器对位移感应器感应到的信息进行处理，控制器控制壳体下端始终位于两个板材的中间；壳体的下端始终位于两个板材的中间，使得焊液能够均匀的铺散在板材与连接板组成的凹槽中，避免了焊液在单个板材处聚集过多，使得焊缝更加的平整，提高了焊接的质量；
S4：利用S3中的高精度激光堆焊设备的壳体与导热杆将焊液中的热量导向焊料，并利用超声波发射器发射超声波带动导热杆抖动，壳体中的焊料被烘干并被抖动着从壳体中均匀下落，焊料被激光焊枪熔化成焊液，焊液对两个板材与连接板组成的凹槽进行焊接；熔融的焊液的部分热量传递到壳体中，导热杆将壳体上的热量传递到壳体中未熔融的焊料中，使得焊料中的湿度变低，使得焊料能够顺利的下落，超声波发射器发射的超声波带动导热杆抖动，从而使得导热杆对焊料进行搅动，使得焊料更加的容易下落被激光焊枪熔融，确保了单位时间内有足够多的焊液对焊缝进行焊接，确保了焊缝的质量；
其中，S2中采用的高精度激光焊接设备包括焊接头与连接板，焊接头与外界的能够调节焊接头位置的移动块连接在一起，连接板将两个待焊接的工件连接起来，并对两个工件的连接部位进行密封；所述焊接头包括壳体，壳体用于承装焊料，壳体自上而下由大圆柱框、锥形框与小圆柱框组成，壳体大圆柱框的内部设有通过周向均匀设置的多个固定杆固定的激光焊枪，壳体小圆柱框上设有排液孔，排液孔仅位于壳体的后半部分，排液孔用于将被激光焊枪融化后的焊液排出；所述焊接头后方设有控制器，控制器用于控制移动块的移动。
工作时，将两个待焊接的工件放置在一起，根据两个工件最下端间隙的形状选择连接板，连接板将两个工件的下端连接在一起并对两个工件的下端的间隙进行密封，将焊料放置在壳体内部，开启堆焊设备的焊接头，焊接头内的激光焊枪发出激光对焊料进行加热，焊料受热融化后从排液孔与底孔中排出，熔融的焊料进入连接板与工件组成的槽中，并且部分熔融的焊料将连接板与工件完全的焊接在一起，使得工件之间被预先固定，避免了焊接时两个工件之间的距离拉开，确保了焊接工作顺利的进行，焊接时焊接头在连接焊接头的移动块的带动下向前方运动，仅在壳体后方设置的排液孔，使得焊液流出并顺着壳体下端的小圆柱框的外壁流下，焊液对两个工件与连接板组成的槽中的空气进行驱赶，有效的减小焊接后两个工件的焊接部位出现气孔的数量，提高了焊缝的质量，使得两个工件焊接的更加的牢固。
所述壳体的锥形框的锥形面上设有两个位移传感器，两个位移传感器左右对称设置，位移传感器用于检测壳体下端是否向单个工件偏斜，位移传感器的下端连接有门形的固定架，固定架内通过转轴转动安装有滚珠，滚珠与待焊接的工件相接触。焊接时，连接焊接头的移动块带动焊接头向前方运动，焊接头移动的过程中，两个位移传感器检测壳体下端是否向单个工件偏斜，控制器接收位移传感器的位置信号并控制焊接头实时移动，使得焊接头任意时刻都位于连接板的截面的中线位置，避免了工件的某一侧出现漏焊或者焊接不全的情况，确保了焊缝的质量。
所述壳体上的排液孔的孔径自靠近工件的一侧向两个工件的中间位置逐渐增大。焊接时，焊液铺洒在连接板与两个工件组成的槽中，焊液向两个工件的侧壁流动并驱赶空气，排液孔的孔径自靠近工件的一侧向两个工件的中间位置逐渐增大，使得排液孔向靠近工件的一侧排出的焊液少，避免了焊液在工件的侧壁处聚集过多，避免了焊液溢出，使得焊液在两个工件与连接板组成的槽中的分布更加的均匀，使得焊缝的质量更好，使得焊缝更加的美观，同时避免了焊液浪费。
所述正对工件的两个排液孔向壳体后方倾斜20°至30°，倾斜的排液孔用于防止焊液飞溅。正对工件的两个排液孔向壳体后方倾斜20°至30°，使得从这两个排液孔中排出的焊液不会飞溅，提高了焊接的安全性，同时使得焊接时焊液不会先飞溅到壳体前方并固化，造成连接板上出现许多凸起对焊液的流动造成阻碍，避免了后续的焊液与凸起接触产生气孔，避免了焊缝中出现许多气孔，提高了焊缝的质量，使得工件焊接的更加的牢固。
所述壳体的锥形框的内壁上周向均匀设有弹性材质的导热杆，导热杆用于对壳体内的焊料进行烘干。熔融的焊液中的热量部分传递到壳体中，壳体将热量传递至导热杆，导热杆对进入壳体中的焊料进行烘干，避免了焊料中湿度过大造成焊料集结在壳体的小圆柱框的上端，避免了焊料因粘连而无法顺利的下落，确保了设备对工件的顺利的焊接，同时周向均匀设置的导热杆使得焊料之间被一定程度上的分隔开，进一步避免了焊料之间相互粘连，使得焊料能够顺利的下落。
所述固定杆的底部安装有超声波发射器。焊料下落时，超声波发射器发射超声波带动焊料抖动，使得焊料更加容易下落，使得焊接头中排出的焊液足够，提高了焊接的效率，同时避免了焊缝因焊液不足造成缺陷，提高了焊缝的质量，同时超声波发射器发射的超声波使得导热杆震动，进一步的使得焊料能够顺利的下落，确保了有足够的焊液对焊缝进行焊接。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种板材激光堆焊工艺，该工艺利用高精度激光焊接设备对板材进行焊接，有效的提高了板材焊接的质量，减少了焊缝中的气孔数量，使得板材被焊接的更加的牢固。
2.本发明所述的一种板材激光堆焊工艺，该工艺采用的高精度激光焊接设备，通过设置位移传感器，使得壳体的下端始终位于两个板材的中间，从而避免了单个板材附近的焊液过多，使得焊接后的板材焊缝更加的平整，提高了焊接的质量。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明的高精度激光焊接设备的主视图；
图3是图2中A-A剖视图；
图中：焊接头1、连接板2、壳体3、固定杆31、激光焊枪32、排液孔33、位移传感器4、固定架41、导热杆5、超声波发射器6。
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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，本发明所述的一种板材激光堆焊工艺，该工艺包括如下步骤：
S1：根据待焊接的板材的焊接部位的形状不同选取对应形状的连接板，并将两个板材与连接板拼接在一起；连接板在板材焊接时对进入板材与连接板之间的凹槽中的焊液进行收集，焊液先将连接板与板材固定在一起，后续的焊液进入凹槽中对两个板材进行焊接，避免了焊液的泄露，同时使得板材焊接的更加的牢固；
S2：将焊料置于高精度激光堆焊设备的壳体中并使得高精度激光堆焊设备在S1中的两个板材与连接板组成的凹槽中沿凹槽长度方向移动，焊料被高精度激光焊接设备熔融并通过壳体的底孔与排液孔排入凹槽中对两个板材进行焊接；焊液从壳体的底孔与排液孔中流出，焊液从板材与连接板组成的凹槽的底部堆积，焊液逐渐的向上驱赶凹槽中的气体，使得气体无法进入焊液中，从而减少了最终的焊缝中的气孔数量，提高了焊缝的质量；
S3：利用S2中的高精度激光堆焊设备的位移感应器感应壳体的下端是否向单个板材偏移，高精度激光焊接设备的控制器对位移感应器感应到的信息进行处理，控制器控制壳体下端始终位于两个板材的中间；壳体的下端始终位于两个板材的中间，使得焊液能够均匀的铺散在板材与连接板组成的凹槽中，避免了焊液在单个板材处聚集过多，使得焊缝更加的平整，提高了焊接的质量；
S4：利用S3中的高精度激光堆焊设备的壳体与导热杆将焊液中的热量导向焊料，并利用超声波发射器发射超声波带动导热杆抖动，壳体中的焊料被烘干并被抖动着从壳体中均匀下落，焊料被激光焊枪熔化成焊液，焊液对两个板材与连接板组成的凹槽进行焊接；熔融的焊液的部分热量传递到壳体中，导热杆将壳体上的热量传递到壳体中未熔融的焊料中，使得焊料中的湿度变低，使得焊料能够顺利的下落，超声波发射器发射的超声波带动导热杆抖动，从而使得导热杆对焊料进行搅动，使得焊料更加的容易下落被激光焊枪熔融，确保了单位时间内有足够多的焊液对焊缝进行焊接，确保了焊缝的质量；
其中，S2中采用的高精度激光焊接设备包括焊接头1与连接板2，焊接头1与外界的能够调节焊接头1位置的移动块连接在一起，连接板2将两个待焊接的工件连接起来，并对两个工件的连接部位进行密封；所述焊接头1包括壳体3，壳体3用于承装焊料，壳体3自上而下由大圆柱框、锥形框与小圆柱框组成，壳体3大圆柱框的内部设有通过周向均匀设置的多个固定杆31固定的激光焊枪32，壳体3小圆柱框上设有排液孔33，排液孔33仅位于壳体3的后半部分，排液孔33用于将被激光焊枪32融化后的焊液排出；所述焊接头1后方设有控制器，控制器用于控制移动块的移动。
工作时，将两个待焊接的工件放置在一起，根据两个工件最下端间隙的形状选择连接板2，连接板2将两个工件的下端连接在一起并对两个工件的下端的间隙进行密封，将焊料放置在壳体3内部，开启堆焊设备的焊接头1，焊接头1内的激光焊枪32发出激光对焊料进行加热，焊料受热融化后从排液孔33与底孔中排出，熔融的焊料进入连接板2与工件组成的槽中，并且部分熔融的焊料将连接板2与工件完全的焊接在一起，使得工件之间被预先固定，避免了焊接时两个工件之间的距离拉开，确保了焊接工作顺利的进行，焊接时焊接头1在连接焊接头1的移动块的带动下向前方运动，仅在壳体3后方设置的排液孔33，使得焊液流出并顺着壳体3下端的小圆柱框的外壁流下，焊液对两个工件与连接板2组成的槽中的空气进行驱赶，有效的减小焊接后两个工件的焊接部位出现气孔的数量，提高了焊缝的质量，使得两个工件焊接的更加的牢固。
所述壳体3的锥形框的锥形面上设有两个位移传感器4，两个位移传感器4左右对称设置，位移传感器4用于检测壳体3下端是否向单个工件偏斜，位移传感器4的下端连接有门形的固定架41，固定架41内通过转轴转动安装有滚珠，滚珠与待焊接的工件相接触。焊接时，连接焊接头1的移动块带动焊接头1向前方运动，焊接头1移动的过程中，两个位移传感器4检测壳体3下端是否向单个工件偏斜，控制器接收位移传感器4的位置信号并控制焊接头1实时移动，使得焊接头1任意时刻都位于连接板2的截面的中线位置，避免了工件的某一侧出现漏焊或者焊接不全的情况，确保了焊缝的质量。
所述壳体3上的排液孔33的孔径自靠近工件的一侧向两个工件的中间位置逐渐增大。焊接时，焊液铺洒在连接板2与两个工件组成的槽中，焊液向两个工件的侧壁流动并驱赶空气，排液孔33的孔径自靠近工件的一侧向两个工件的中间位置逐渐增大，使得排液孔33向靠近工件的一侧排出的焊液少，避免了焊液在工件的侧壁处聚集过多，避免了焊液溢出，使得焊液在两个工件与连接板2组成的槽中的分布更加的均匀，使得焊缝的质量更好，使得焊缝更加的美观，同时避免了焊液浪费。
所述正对工件的两个排液孔33向壳体3后方倾斜20°至30°，倾斜的排液孔33用于防止焊液飞溅。正对工件的两个排液孔33向壳体3后方倾斜20°至30°，使得从这两个排液孔33中排出的焊液不会飞溅，提高了焊接的安全性，同时使得焊接时焊液不会先飞溅到壳体3前方并固化，造成连接板2上出现许多凸起对焊液的流动造成阻碍，避免了后续的焊液与凸起接触产生气孔，避免了焊缝中出现许多气孔，提高了焊缝的质量，使得工件焊接的更加的牢固。
所述壳体3的锥形框的内壁上周向均匀设有弹性材质的导热杆5，导热杆5用于对壳体3内的焊料进行烘干。熔融的焊液中的热量部分传递到壳体3中，壳体3将热量传递至导热杆5，导热杆5对进入壳体3中的焊料进行烘干，避免了焊料中湿度过大造成焊料集结在壳体3的小圆柱框的上端，避免了焊料因粘连而无法顺利的下落，确保了设备对工件的顺利的焊接，同时周向均匀设置的导热杆5使得焊料之间被一定程度上的分隔开，进一步避免了焊料之间相互粘连，使得焊料能够顺利的下落。
所述固定杆31的底部安装有超声波发射器6。焊料下落时，超声波发射器6发射超声波带动焊料抖动，使得焊料更加容易下落，使得焊接头1中排出的焊液足够，提高了焊接的效率，同时避免了焊缝因焊液不足造成缺陷，提高了焊缝的质量，同时超声波发射器6发射的超声波使得导热杆5震动，进一步的使得焊料能够顺利的下落，确保了有足够的焊液对焊缝进行焊接。
具体工作流程如下：
工作时，将两个待焊接的工件放置在一起，根据两个工件最下端间隙的形状选择连接板2，连接板2将两个工件的下端连接在一起并对两个工件的下端的间隙进行密封，将焊料放置在壳体3内部，开启堆焊设备的焊接头1，焊接头1内的激光焊枪32发出激光对焊料进行加热，焊料受热融化后从排液孔33与底孔中排出，熔融的焊料进入连接板2与工件组成的槽中，并且部分熔融的焊料将连接板2与工件完全的焊接在一起，使得工件之间被预先固定，避免了焊接时两个工件之间的距离拉开，确保了焊接工作顺利的进行，焊接时焊接头1在连接焊接头1的移动块的带动下向前方运动，仅在壳体3后方设置的排液孔33，使得焊液流出并顺着壳体3下端的小圆柱框的外壁流下，焊液对两个工件与连接板2组成的槽中的空气进行驱赶，有效的减小焊接后两个工件的焊接部位出现气孔的数量，提高了焊缝的质量，使得两个工件焊接的更加的牢固。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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)
1.一种板材激光堆焊工艺，其特征在于：该工艺包括如下步骤：
S1：根据待焊接的板材的焊接部位的形状不同选取对应形状的连接板，并将两个板材与连接板拼接在一起；
S2：将焊料置于高精度激光堆焊设备的壳体中并使得高精度激光堆焊设备在S1中的两个板材与连接板组成的凹槽中沿凹槽长度方向移动，焊料被高精度激光焊接设备熔融并通过壳体的底孔与排液孔排入凹槽中对两个板材进行焊接；
S3：利用S2中的高精度激光堆焊设备的位移传感器感应壳体的下端是否向单个板材偏移，高精度激光焊接设备的控制器对位移传感器感应到的信息进行处理，控制器控制壳体下端始终位于两个板材的中间；
S4：利用S3中的高精度激光堆焊设备的壳体与导热杆将焊液中的热量导向焊料，并利用超声波发射器发射超声波带动导热杆抖动，壳体中的焊料被烘干并被抖动着从壳体中均匀下落，焊料被激光焊枪熔化成焊液，焊液对两个板材与连接板组成的凹槽进行焊接；
其中，S2中采用的高精度激光焊接设备包括焊接头(1)与连接板(2)，焊接头(1)与外界的能够调节焊接头(1)位置的移动块连接在一起，连接板(2)将两个待焊接的工件连接起来，并对两个工件的连接部位进行密封，所述焊接头(1)包括壳体(3)，壳体(3)用于承装焊料，壳体(3)自上而下由大圆柱框、锥形框与小圆柱框组成，壳体(3)大圆柱框的内部设有通过周向均匀设置的多个固定杆(31)固定的激光焊枪(32)，壳体(3)小圆柱框上设有排液孔(33)，排液孔(33)仅位于壳体(3)的后半部分，排液孔(33)用于将被激光焊枪(32)融化后的焊液排出；所述焊接头(1)后方设有控制器，控制器用于控制移动块的移动；
所述壳体(3)的锥形框的锥形面上设有两个位移传感器(4)，两个位移传感器(4)左右对称设置，位移传感器(4)用于检测壳体(3)下端是否向单个工件偏斜，位移传感器(4)的下端连接有门形的固定架(41)，固定架(41)内通过转轴转动安装有滚珠，滚珠与待焊接的工件相接触；
所述壳体(3)上的排液孔(33)的孔径自靠近工件的一侧向两个工件的中间位置逐渐增大；
正对工件的两个排液孔(33)向壳体(3)后方倾斜20°至30°，倾斜的排液孔(33)用于防止焊液飞溅；
所述壳体(3)的锥形框的内壁上周向均匀设有弹性材质的导热杆(5)，导热杆(5)用于对壳体(3)内的焊料进行烘干；
所述固定杆(31)的底部安装有超声波发射器(6)；
工作时，将两个待焊接的工件放置在一起，根据两个工件最下端间隙的形状选择连接板(2)，连接板(2)将两个工件的下端连接在一起并对两个工件的下端的间隙进行密封，将焊料放置在壳体(3)内部，开启堆焊设备的焊接头(1)，焊接头(1)内的激光焊枪(32)发出激光对焊料进行加热，焊料受热融化后从排液孔(33)与底孔中排出，熔融的焊料进入连接板(2)与工件组成的槽中，并且部分熔融的焊料将连接板(2)与工件完全的焊接在一起，使得工件之间被预先固定，避免了焊接时两个工件之间的距离拉开，确保了焊接工作顺利的进行，焊接时焊接头(1)在连接焊接头(1)的移动块的带动下向前方运动，仅在壳体(3)后方设置的排液孔(33)，使得焊液流出并顺着壳体(3)下端的小圆柱框的外壁流下，焊液对两个工件与连接板(2)组成的槽中的空气进行驱赶，有效的减小焊接后两个工件的焊接部位出现气孔的数量，提高了焊缝的质量，使得两个工件焊接的更加的牢固。
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