CN109676256B - 一种激光焊接不锈钢扶手及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光焊接不锈钢扶手及其制造方法，该激光焊接不锈钢扶手包括用于构成框架的顶部横撑、底部横撑、纵撑，顶部横撑、底部横撑和纵撑为端部开口的不锈钢圆管，顶部横撑、底部横撑和纵撑的接头处经激光焊接固定；还包括置于框架内的钢化玻璃和固定销，固定销的前端设置矩形夹持槽，各纵撑上设置适于固定销尾端插入的扶手开孔，固定销的尾端插入扶手开孔后经激光焊接固定；钢化玻璃的边缘插入固定销前端的矩形夹持槽并粘结固定，使得固定销对钢化玻璃进行支撑固定。

Description

一种激光焊接不锈钢扶手及其制造方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别是一种激光焊接不锈钢扶手及其制造方法。
背景技术
高速铁路作为新时期交通工具，正在快速的发展。高速铁路之所以受到广泛青睐，在于其本身具有显著优点：缩短了旅客旅行时间，产生了巨大的社会效益；对沿线地区经济发展起到了推进和均衡作用；促进了沿线城市经济发展和国土开发；沿线企业数量增加使国税和地税相应增加；节约能源和减少环境污染。世界上有很多国家都非常重视对高铁的建设和发展，形成了越来越多的高铁站建设。由于高铁的密集性发展，高铁站相配套的公共设施要求也非常严格，在保证质量安全的前提下，外观设计、尺寸精度也都有很高的要求。针对这一情况，作为高铁或地铁现场的楼梯、电梯等公共设施使用的扶手、护栏，尺寸精度和外观质量同样要求甚高，普通材料和焊接技术制造的扶手无法满足其要求，尤其是焊接过程中在焊缝处产生的残渣，影响扶手表面质量和美观，打磨去除容易在扶手表面产生轻微划痕。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种表面无划痕和残渣的激光焊接不锈钢扶手及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的激光焊接不锈钢扶手，包括用于构成框架的顶部横撑、底部横撑、纵撑，所述顶部横撑、底部横撑和纵撑为端部开口的不锈钢圆管，顶部横撑、底部横撑和纵撑的接头处经激光焊接固定；还包括置于框架内的钢化玻璃和固定销，所述固定销的前端设置矩形夹持槽，各纵撑上设置适于所述固定销尾端插入的扶手开孔，固定销的尾端插入扶手开孔后经激光焊接固定；钢化玻璃的边缘插入所述固定销前端的矩形夹持槽并粘结固定，使得固定销对钢化玻璃进行支撑固定。
进一步，所述框架为矩形框架，所述顶部横撑与所述纵撑的连接处设置经激光焊接固定的弧形连接件，以使顶部横撑与所述纵撑的连接处呈圆弧过渡。
进一步，所述顶部横撑、底部横撑和纵撑呈弧形设置，以使顶部横撑、底部横撑和纵撑构成的框架呈弧形设置。
上述激光焊接不锈钢扶手的制造方法，包括如下步骤：
A、激光焊接机的准备：调试焊接镜头定位线及光束同轴度, 设定激光焊接的参数，包括激光功率、焊接速度、光束尺寸、同轴保护送气嘴距离及角度、送气量，对焊接空间及轨迹进行检验，保证焊接运行轨迹的流畅。
B、顶部横撑与纵撑的焊接固定：将顶部横撑的两端分别加工出坡口，在纵撑的顶端加工出与顶部横撑相契合的坡口，顶部横撑与纵撑契合后形成待焊接的轨迹，将缝隙处置于焊接空间内，采用行走向入射角10°～15°、横向30°～45°轨迹运行焊接，焊接激光和保护气体经同轴保护送气嘴射出。
C、固定销与纵撑的焊接固定：在纵撑的内侧加工出多个适于固定销尾端插入的扶手开孔，扶手开孔与固定销的配合间隙小于0.02mm，在各扶手开孔插入固定销使得固定销的尾端与扶手开孔处形成焊接的缝隙，将缝隙处置于焊接轨迹内，采用行走向入射角10°～15°、横向30°～45°轨迹运行焊接，焊接激光和保护气体经同轴保护送气嘴射出。
D、钢化玻璃的装入：将钢化玻璃的边缘插入固定销的矩形夹持槽，使得钢化玻璃的边缘由矩形夹持槽进行限位，并使用压装或胶接的方式使得固化玻璃与固定销固定相连。
E、底部横撑与纵撑的焊接固定：将两纵撑的下部加工出适于底部横撑插入的插孔，将底部横撑插入纵撑的插孔内使得底部横撑与纵撑插孔处形成待焊接的缝隙，将缝隙处置于焊接轨迹内，采用行走向入射角10°～15°、横向30°～45°轨迹运行焊接，焊接激光和保护气体经同轴保护送气嘴射出。
进一步，所述步骤A中，焊接顺序采用对称施焊，焊接参数为：功率P=1.5～2.0kw，速度F=1.2～1.6m/min，光斑D=2.5*2.5，行走向入射角10°～15°横向30°～45°，收弧缓降时长200-800ms，保护气压0.5L/min。
进一步，所述步骤A中的同轴保护送气嘴包括沿其轴心设置的激光通道，还包括多个斜向通道和轴向通道，各斜向通道倾斜设置，各斜向通道的出口与激光通道出口的边缘相切设置，使得由斜向通道送出的保护气体可到达激光通道的出口处；各轴向通道的进口沿同轴保护送气嘴的径向设置，各轴向通道的出口段与激光通道平行设置，且轴向通道的出口置于相应斜向通道出口的外侧，使得激光出口处形成双层保护气体。
进一步，所述步骤C中，固定销插入扶手开孔前，纵撑竖直设置，由纵撑底端的开口向纵撑内移入一支撑台，该支撑台的顶面平行设置，且该支撑台上升至顶面与固定销尾端相接触，以使置于纵撑内的固定销尾端由支撑台进行支撑，确保固固定销被焊接时保持水平状态。
发明的技术效果：（1）本发明的激光焊接不锈钢扶手，相对于现有技术，采用了不锈钢材料与钢化玻璃相结合的组成方式，在美观度及耐用性都非常优良；在扶手和玻璃固定销采用了激光焊接的方法连接；采用激光焊接，将热量降到最低，热影响区小，可以控制不变形或极小的变形，表面无残渣，焊接影响面积小，无需进行大面积抛光，减少了划痕的产生；（2）激光焊接既能保证焊缝强度也能保证精度；激光焊接具有焊中不偏移、焊后稳定性好的优点，采用激光焊接不仅表现在外在的美观上，在焊缝质量，生产效率，后期处理工作量上都有更大的优势；（3）同轴保护送气嘴中的斜向通道出口与激光通道出口的边缘相切设置，使得激光射出时即可得到保护气体的隔绝；轴向通道的出口置于相应斜向通道出口的外侧，以使送出的气体对同轴保护送气嘴的轴心处形成气氛保护，同时气体的输送在同轴保护送气嘴的轴心处沿轴向形成气墙，形成双层保护，提高焊接效率。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明实施例1中的激光焊接不锈钢扶手的结构示意图；
图2是本发明实施例3的同轴保护送气嘴的剖面结构示意图。
图中：纵撑11,顶部横撑12，底部横撑13，弧形连接件14，钢化玻璃2，固定销21，同轴保护送气嘴4，斜向通道41，轴向通道42，激光通道43，出口段44。
具体实施方式
实施例1
一种激光焊接不锈钢扶手，包括用于构成框架的顶部横撑12、底部横撑13、纵撑11，顶部横撑12、底部横撑13和纵撑11为端部开口的不锈钢圆管，顶部横撑12、底部横撑13和纵撑11的接头处经激光焊接固定；激光焊接不锈钢扶手还包括置于框架内的钢化玻璃5和固定销21，固定销21的前端设置矩形夹持槽，各纵撑11上设置适于固定销21尾端插入的扶手开孔，固定销21的尾端插入扶手开孔后经激光焊接固定；钢化玻璃5的边缘插入固定销21前端的矩形夹持槽并粘结固定（其他实施例也可以是在固定销21的矩形夹持槽侧壁上开设螺孔，采用螺孔对置于矩形夹持槽的钢化玻璃2进行压装固定），使得固定销21对钢化玻璃2进行支撑固定；顶部横撑12与纵撑11的连接处设置经激光焊接固定的弧形连接件14，以使顶部横撑12与纵撑11的连接处呈圆弧过渡。
实施例2
在实施例1的基础上，该实施例的激光焊接不锈钢扶手存在如下变形：顶部横撑12、底部横撑13、纵撑11为弧形钢管，由顶部横撑12、底部横撑13、纵撑11焊接形成的框架呈弧形设置。
实施例3
一种激光焊接不锈钢扶手的制造方法，包括如下步骤：
A、激光焊接机的准备：调试焊接镜头定位线及光束同轴度, 设定激光焊接的参数，包括激光功率、焊接速度、光束尺寸、同轴保护送气嘴距离及角度、送气量，对焊接空间及轨迹进行检验，保证焊接运行轨迹的流畅，通过激光焊接机的计算机控制系统设定激光焊接机的参数，包括激光功率、焊接速度、光束尺寸、送气嘴距离及角度，具体焊接参数为：功率P=1.5～2.0kw，速度F=1.2～1.6m/min，光斑D=2.5mm*2.5mm。
如图2所示，同轴保护送气嘴4的中心沿轴向设置激光通道43，使得激光器产生的激光由同轴保护送气嘴4的轴心送出；同轴保护送气嘴4激光通道43的周围均匀分布4条倾斜设置的斜向通道41，用于输送保护气体（优选为纯度不低于99.99%的氩气），各斜向通道41的出口与激光通道43出口的边缘相切设置，斜向通道41中心线与激光通道43中心线之间的夹角为73°；同轴保护送气嘴4上还设置4条轴向通道42，用于输送保护气体（优选为纯度不低于99.99%的氩气），各轴向通道42的进口沿同轴保护送气嘴4的径向设置，各轴向通道42的出口段44与激光通道43平行设置，且轴向通道42的出口置于相应斜向通道41出口的外侧，以使送出的气体对同轴保护送气嘴4的轴心处形成气氛保护，以使送出的气体对同轴保护送气嘴的轴心处形成气氛保护，同时气体的输送在同轴保护送气嘴的轴心处沿轴向形成气墙，形成双层保护，提高焊接效率。
B、顶部横撑12与纵撑11的焊接固定：将顶部横撑12的两端分别加工出坡口，在纵撑11的顶端加工出与顶部横撑12相契合的坡口，顶部横撑12与纵撑11契合后形成待焊接的轨迹，将缝隙处置于焊接空间内，采用行走向入射角10°～15°、横向30°～45°轨迹运行焊接，焊接激光和保护气体经同轴保护送气嘴射出，收弧缓降时长200-800ms，保护气压0.5L/min。
C、固定销21与纵撑11的焊接固定：在各纵撑11的内侧加工出2个适于固定销21尾端插入的扶手开孔，扶手开孔与固定销21的配合间隙小于0.02mm，在各扶手开孔插入固定销21使得固定销的尾端与扶手开孔处形成焊接的轨迹，将缝隙处置于焊接空间内，采用行走向入射角10°～15°、横向30°～45°轨迹运行焊接，焊接激光和保护气体经同轴保护送气嘴射出，收弧缓降时长200-800ms，保护气压0.5L/min。
D、钢化玻璃2的装入：将钢化玻璃2的边缘插入固定销21的矩形夹持槽，使得钢化玻璃2的边缘由矩形夹持槽进行限位，并使用压装或胶接的方式使得固化玻璃2与固定销21固定相连。
E、底部横撑13与纵撑11的焊接固定：将两纵撑11的下部加工出适于底部横撑13插入的插孔，将底部横撑插13入纵撑11的插孔内使得底部横撑13与纵撑11插孔处形成待焊接的轨迹，将缝隙处置于焊接空间内，采用行走向入射角10°～15°、横向30°～45°轨迹运行焊接，焊接激光和保护气体经同轴保护送气嘴射出，收弧缓降时长200-800ms，保护气压0.5L/min。
作为优选，所述步骤C中，固定销21插入扶手开孔前，纵撑11竖直设置，由纵撑11底端的开口向纵撑11内移入一支撑台，该支撑台的顶面平行设置，且该支撑台上升至顶面与固定销21尾端相接触，以使置于纵撑11内的固定销21尾端由支撑台进行支撑，确保在固定销21被焊接时保持水平状态。
作为优选，顶部横撑12与纵撑11的连接处设置经激光焊接固定的弧形连接件14，以使顶部横撑12与纵撑11的连接处呈圆弧过渡；弧形连接件14的焊接方式与顶部横撑12和纵撑11的焊接方式相同，不再赘述。
作为优选，在焊接前对待焊接缝隙处的表面进行清理，避免油迹、杂物等影响焊接质量。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种激光焊接不锈钢扶手的制造方法，其特征在于，激光焊接不锈钢扶手包括用于构成框架的顶部横撑、底部横撑、纵撑，所述顶部横撑、底部横撑和纵撑为端部开口的不锈钢圆管，顶部横撑、底部横撑和纵撑的接头处经激光焊接固定；还包括置于框架内的钢化玻璃和固定销，所述固定销的前端设置矩形夹持槽，各纵撑上设置适于所述固定销尾端插入的扶手开孔，固定销的尾端插入扶手开孔后经激光焊接固定；钢化玻璃的边缘插入所述固定销前端的矩形夹持槽并粘结固定，使得固定销对钢化玻璃进行支撑固定 ；
所述框架为矩形框架，所述顶部横撑与所述纵撑的连接处设置经激光焊接固定的弧形连接件；
所述顶部横撑、底部横撑和纵撑呈弧形设置，以使顶部横撑、底部横撑和纵撑构成的框架呈弧形设置；
所述的制造方法，包括如下步骤：
A、激光焊接机的准备：调试焊接镜头定位线及光束同轴度, 设定激光焊接的参数，包括激光功率、焊接速度、光束尺寸、同轴保护送气嘴距离及角度、送气量，对焊接空间及轨迹进行检验；
B、顶部横撑与纵撑的焊接固定：将顶部横撑的两端分别加工出坡口，在纵撑的顶端加工出与顶部横撑相契合的坡口，顶部横撑与纵撑契合后形成待焊接的轨迹，将缝隙处置于焊接空间内，采用行走向入射角10°～15°、横向30°～45°轨迹运行焊接，焊接激光和保护气体经同轴保护送气嘴射出；
C、固定销与纵撑的焊接固定：在纵撑的内侧加工出多个适于固定销尾端插入的扶手开孔，扶手开孔与固定销的配合间隙小于0.02mm，在各扶手开孔插入固定销使得固定销的尾端与扶手开孔处形成焊接的缝隙，将缝隙处置于焊接轨迹内，采用行走向入射角10°～15°、横向30°～45°轨迹运行焊接，焊接激光和保护气体经同轴保护送气嘴射出；
D、钢化玻璃的装入：将钢化玻璃的边缘插入固定销的矩形夹持槽，使得钢化玻璃的边缘由矩形夹持槽进行限位，并使用压装或胶接的方式使得钢 化玻璃与固定销固定相连；
E、底部横撑与纵撑的焊接固定：将两纵撑的下部加工出适于底部横撑插入的插孔，将底部横撑插入纵撑的插孔内使得底部横撑与纵撑插孔处形成待焊接的缝隙，将缝隙处置于焊接轨迹内，采用行走向入射角10°～15°、横向30°～45°轨迹运行焊接，焊接激光和保护气体经同轴保护送气嘴射出；
所述步骤A中的同轴保护送气嘴包括沿其轴心设置的激光通道，还包括多个斜向通道和轴向通道，各斜向通道倾斜设置，各斜向通道的出口与激光通道出口的边缘相切设置，使得由斜向通道送出的保护气体可到达激光通道的出口处；各轴向通道的进口沿同轴保护送气嘴的径向设置，各轴向通道的出口段与激光通道平行设置，且轴向通道的出口置于相应斜向通道出口的外侧。
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