CN110744195A - 一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺 - Google Patents

一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺 Download PDF

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Abstract

一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，具体步骤为：取薄板并使用砂纸打磨焊接面，将待焊接面打磨成光滑的平整面；对薄板的待焊接面进行除油除污操作，保证待焊接面的清洁；通过专用夹具夹紧待焊接的薄板，对两块不锈钢薄板进行平行拼接；进行点固焊，即在焊缝两端和焊缝中间各点固一个点，使薄板的形状、尺寸固定在焊接线的一定位置上;调整激光焊机的焊接参数并进行激光打底焊接；将焊接轨迹拆分成多段子焊接段并按照顺序进行标识，在每个子焊接段内预设多个焊接点并按照顺序进行标识；调整激光焊机的焊接参数并进行正式焊接操作。本发明简化了薄板焊接工艺，操作简单，焊接效率高，能够实现对薄板进行焊接操作，焊接效果极佳。

Description

一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺
技术领域
本发明涉及薄板焊接领域，尤其涉及一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺。
背景技术
激光焊接具有成形质量好、热影响区小、工件变形量小、后续加工量少、灵活性高等优点，非常适用于金属薄板的焊接成形，激光焊接根据焊接的热传导机理的不同大致可分为激光热导焊和激光深熔焊两种；当激光热输入超过一定阈值后，焊接模式由热导焊向具有“小孔效应”的深熔焊转变，从而实现金属薄板的全熔透焊接，在金属薄板激光深熔焊全熔透条件下，当激光热输入较低时，薄板焊接成形形貌呈钉头形，即激光直接作用的薄板正面焊缝较宽而背面焊缝较窄；当激光热输入足够大时，则出现具有单面焊接双面成形的沙漏形焊缝，即薄板正面和背面的焊缝宽度大致相当，沙漏形焊缝要较钉头形焊缝具有更好的力学性能；然而现有的薄板焊接工艺较为复杂，高功率激光焊接难以对薄板进行焊接，焊接效率和焊接效果均有待改善。
发明内容
（一）发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种高功率激光焊接设备对0.3薄板焊接工艺，简化了薄板焊接工艺，操作简单，焊接效率高，能够实现对0.3薄板进行焊接操作，焊接效果极佳。
（二）技术方案
本发明提出了一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，包括以下步骤：
S1、取薄板并使用砂纸打磨焊接面，将待焊接面打磨成光滑的平整面，保证待焊接面无划伤、无凹痕等缺陷并去除表面氧化层；
S2、对薄板的待焊接面进行除油除污操作，保证待焊接面的清洁；
S3、通过专用夹具夹紧待焊接的薄板，对两块不锈钢薄板进行平行拼接，要求表面平整无错边，且焊缝处拼接间隙不得大于0.03mm；
S4、进行点固焊，即在焊缝两端和焊缝中间各点固一个点，使薄板的形状、尺寸固定在焊接线的一定位置上；
S5、调整激光焊机的焊接参数，将焊接参数调整为：焊接功率0.7～0.9KW、离焦量为+5～+7、焊接速度为0.3～0.5m/min；
S6、调整完成后进行激光打底焊接，并通过带有惰性气体保护罩的激光焊头实现有效的焊接保护；
S7、将焊接轨迹拆分成多段子焊接段并按照顺序进行标识，标识为第一子焊接段、第二子焊接段……第N子焊接段；
然后在每个子焊接段内预设多个焊接点并按照顺序进行标识，标识为第一第一焊接点、第二焊接点……第N焊接点；
S8、调整激光焊机的焊接参数，焊接参数调整为：焊接功率1.3～1.5KW、离焦量为+5～+7、焊接速度为0.3～0.5m/min；
S9、调整完成后进行正式焊接操作，具体焊接过程：先焊接每个子焊接段内的第一焊接点，然后焊接每个子焊接段内的第二焊接点，直至焊接每个子焊接段内的第N焊接点，最终使得多段子焊接段依次连接形成完整焊缝；
在正式焊接过程中通过带有惰性气体保护罩的激光焊头实现有效的焊接保护。
优选的，激光焊机为高功率横流式CO2激光器。
优选的，在S1中，打磨操作所使用的砂纸为600#砂纸。
优选的，在S2中，除油除污操作采用化学清洗法，具体操作如下：
S21、将薄板放置于KOH、K 4[Fe(CN) 6]溶液中浸泡5～10分钟；
S22、使用蘸有酒精的清洁布将焊接面彻底擦拭干净；
S23、使用蒸馏水清洗薄板，并通过烘干机将薄板烘干。
优选的，在S7中，每个子焊接段内预设的多个焊接点按一定长度等距设置。
优选的，在S7中，两子焊接段按顺序进行焊接。
优选的，在S6和S9中，惰性气体为氦气、氩气或氦氩混合气体。
优选的，在S6和S9中，惰性气体流量为12～18L/min，且惰性气体的输出头位于焊接点后方1～2mm的位置。
优选的，在在S6和S9中，气体保护罩为长方形并设置在激光焊头上，且气体保护罩内设有多孔层流板，惰性气体输入管连接气体保护罩。
优选的，多孔层流板为金属网格板、陶瓷网格板或金属丝网。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
首先取薄板并使用砂纸打磨焊接面，将待焊接面打磨成光滑的平整面;然后对薄板的待焊接面进行除油除污操作，保证待焊接面的清洁;之后通过夹具夹紧待焊接的薄板，对两块不锈钢薄板进行平行拼接；然后进行点固焊，即在焊缝两端和焊缝中间各点固一个点，使薄板的形状、尺寸固定在焊接线的一定位置上;之后调整激光焊机的焊接参数，调整完成后进行激光打底焊接;之后将焊接轨迹拆分成多段子焊接段并按照顺序进行标识，在每个子焊接段内预设多个焊接点并按照顺序进行标识;然后调整激光焊机的焊接参数，调整完成后进行正式焊接操作；在激光打底焊接过程和正式焊接过程中，惰性气体保护罩向焊接区域输出惰性气体，防止焊接时外部气流带来的不利影响；本发明简化了薄板焊接工艺，操作简单，焊接效率高，能够实现对薄板进行焊接操作，焊接效果极佳。
附图说明
图1为本发明提出的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示，本发明提出的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，包括以下步骤：
S1、取薄板并使用砂纸打磨焊接面，将待焊接面打磨成光滑的平整面，保证待焊接面无划伤、无凹痕等缺陷并去除表面氧化层；
S2、对薄板的待焊接面进行除油除污操作，保证待焊接面的清洁；
S3、通过专用夹具夹紧待焊接的薄板，对两块不锈钢薄板进行平行拼接，要求表面平整无错边，且焊缝处拼接间隙不得大于0.03mm；
S4、进行点固焊，即在焊缝两端和焊缝中间各点固一个点，使薄板的形状、尺寸固定在焊接线的一定位置上;
S5、调整激光焊机的焊接参数，将焊接参数调整为：焊接功率0.7～0.9KW、离焦量为+5～+7、焊接速度为0.3～0.5m/min；
S6、调整完成后进行激光打底焊接，并通过带有惰性气体保护罩的激光焊头实现有效的焊接保护；
S7、将焊接轨迹拆分成多段子焊接段并按照顺序进行标识，标识为第一子焊接段、第二子焊接段……第N子焊接段；
然后在每个子焊接段内预设多个焊接点并按照顺序进行标识，标识为第一第一焊接点、第二焊接点……第N焊接点；
S8、调整激光焊机的焊接参数，焊接参数调整为：焊接功率1.3～1.5KW、离焦量为+5～+7、焊接速度为0.3～0.5m/min；
S9、调整完成后进行正式焊接操作，具体焊接过程：先焊接每个子焊接段内的第一焊接点，然后焊接每个子焊接段内的第二焊接点，直至焊接每个子焊接段内的第N焊接点，最终使得多段子焊接段依次连接形成完整焊缝；
在正式焊接过程中通过带有惰性气体保护罩的激光焊头实现有效的焊接保护。
在一个可选的实施例中，激光焊机为高功率横流式CO2激光器。
在一个可选的实施例中，在S1中，打磨操作所使用的砂纸为600#砂纸。
在一个可选的实施例中，在S2中，除油除污操作采用化学清洗法，具体操作如下：
S21、将薄板放置于KOH、K 4[Fe(CN) 6]溶液中浸泡5～10分钟；
S22、使用蘸有酒精的清洁布将焊接面彻底擦拭干净；
S23、使用蒸馏水清洗薄板，并通过烘干机将薄板烘干。
在一个可选的实施例中，在S7中，每个子焊接段内预设的多个焊接点按一定长度等距设置。
在一个可选的实施例中，在S7中，两子焊接段按顺序进行焊接。
在一个可选的实施例中，在S6和S9中，惰性气体为氦气、氩气或氦氩混合气体。
在一个可选的实施例中，在S6和S9中，惰性气体流量为12～18L/min，且惰性气体的输出头位于焊接点后方1～2mm的位置。
在一个可选的实施例中，在在S6和S9中，气体保护罩为长方形并设置在激光焊头上，且气体保护罩内设有多孔层流板，惰性气体输入管连接气体保护罩。
在一个可选的实施例中，多孔层流板为金属网格板、陶瓷网格板或金属丝网。
本发明中，使用时，首先取薄板并使用砂纸打磨焊接面，将待焊接面打磨成光滑的平整面，保证待焊接面无划伤、无凹痕等缺陷并去除表面氧化层，打磨操作所使用的砂纸为600#砂纸;然后对薄板的待焊接面进行除油除污操作，保证待焊接面的清洁，除油除污操作采用化学清洗法，具体操作为：将薄板放置于KOH、K 4[Fe(CN) 6]溶液中浸泡5～10分钟，使用蘸有酒精的清洁布将焊接面彻底擦拭干净，使用蒸馏水清洗薄板，并通过烘干机将薄板烘干;之后通过专用夹具夹紧待焊接的薄板，对两块不锈钢薄板进行平行拼接，要求表面平整无错边，且焊缝处拼接间隙不得大于0.03mm；然后进行点固焊，即在焊缝两端和焊缝中间各点固一个点，使薄板的形状、尺寸固定在焊接线的一定位置上;之后调整激光焊机的焊接参数，将焊接参数调整为：焊接功率0.7～0.9KW、离焦量为+5～+7、焊接速度为0.3～0.5m/min，调整完成后进行激光打底焊接，并通过带有惰性气体保护罩的激光焊头实现有效的焊接保护;之后将焊接轨迹拆分成多段子焊接段并按照顺序进行标识，标识为第一子焊接段、第二子焊接段……第N子焊接段，在每个子焊接段内预设多个焊接点并按照顺序进行标识，标识为第一第一焊接点、第二焊接点……第N焊接点;然后调整激光焊机的焊接参数，焊接参数调整为：焊接功率1.3～1.5KW、离焦量为+5～+7、焊接速度为0.3～0.5m/min，调整完成后进行正式焊接操作，具体焊接过程：先焊接每个子焊接段内的第一焊接点，然后焊接每个子焊接段内的第二焊接点，直至焊接每个子焊接段内的第N焊接点，最终使得多段子焊接段依次连接形成完整焊缝；每个子焊接段内预设的多个焊接点按一定长度等距设置，两子焊接段按顺序进行焊接；在激光打底焊接过程和正式焊接过程中，惰性气体保护罩向焊接区域输出惰性气体，防止焊接时外部气流带来的不利影响；惰性气体为氦气、氩气或氦氩混合气体，惰性气体流量为12～18L/min，且惰性气体的输出头位于焊接点后方1～2mm的位置；气体保护罩内设有多孔层流板，惰性气体输入管连接气体保护罩，多孔层流板为金属网格板、陶瓷网格板或金属丝网，使惰性气体均匀输出并散开，有利于进行焊接；
本发明简化了薄板焊接工艺，操作简单，焊接效率高，能够实现对薄板进行焊接操作，焊接效果极佳。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取薄板并使用砂纸打磨焊接面，将待焊接面打磨成光滑的平整面，保证待焊接面无划伤、无凹痕等缺陷并去除表面氧化层;
S2、对薄板的待焊接面进行除油除污操作，保证待焊接面的清洁;
S3、通过专用夹具夹紧待焊接的薄板，对两块不锈钢薄板进行平行拼接，要求表面平整无错边，且焊缝处拼接间隙不得大于0.03mm；
S4、进行点固焊，即在焊缝两端和焊缝中间各点固一个点，使薄板的形状、尺寸固定在焊接线的一定位置上;
S5、调整激光焊机的焊接参数，将焊接参数调整为：焊接功率0.7～0.9KW、离焦量为+5～+7、焊接速度为0.3～0.5m/min；
S6、调整完成后进行激光打底焊接，并通过带有惰性气体保护罩的激光焊头实现有效的焊接保护；
S7、将焊接轨迹拆分成多段子焊接段并按照顺序进行标识，标识为第一子焊接段、第二子焊接段……第N子焊接段；
然后在每个子焊接段内预设多个焊接点并按照顺序进行标识，标识为第一第一焊接点、第二焊接点……第N焊接点；
S8、调整激光焊机的焊接参数，焊接参数调整为：焊接功率1.3～1.5KW、离焦量为+5～+7、焊接速度为0.3～0.5m/min；
S9、调整完成后进行正式焊接操作，具体焊接过程：先焊接每个子焊接段内的第一焊接点，然后焊接每个子焊接段内的第二焊接点，直至焊接每个子焊接段内的第N焊接点，最终使得多段子焊接段依次连接形成完整焊缝；
在正式焊接过程中通过带有惰性气体保护罩的激光焊头实现有效的焊接保护。
2.根据权利要求1所述的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，其特征在于，激光焊机为高功率横流式CO2激光器。
3.根据权利要求1所述的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，其特征在于，在S1中，打磨操作所使用的砂纸为600#砂纸。
4.根据权利要求1所述的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，其特征在于，在S2中，除油除污操作采用化学清洗法，具体操作如下：
S21、将薄板放置于KOH、K 4[Fe(CN) 6]溶液中浸泡5～10分钟；
S22、使用蘸有酒精的清洁布将焊接面彻底擦拭干净；
S23、使用蒸馏水清洗薄板，并通过烘干机将薄板烘干。
5.根据权利要求1所述的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，其特征在于，在S7中，每个子焊接段内预设的多个焊接点按一定长度等距设置。
6.根据权利要求1所述的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，其特征在于，在S7中，两子焊接段按顺序进行焊接。
7.根据权利要求1所述的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，其特征在于，在S6和S9中，惰性气体为氦气、氩气或氦氩混合气体。
8.根据权利要求1所述的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，其特征在于，在S6和S9中，惰性气体流量为12～18L/min，且惰性气体的输出头位于焊接点后方1～2mm的位置。
9.根据权利要求1所述的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，其特征在于，在在S6和S9中，气体保护罩为长方形并设置在激光焊头上，且气体保护罩内设有多孔层流板，惰性气体输入管连接气体保护罩。
10.根据权利要求9所述的一种高功率激光焊接设备对薄板焊接工艺，其特征在于，多孔层流板为金属网格板、陶瓷网格板或金属丝网。
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