CN110877152A - 一种自动化激光焊接装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种自动化激光焊接装置，包括蝶形工艺螺杆一、夹紧机构、蝶形工艺螺杆二、激光焊头、背面气体保护型腔、蝶形工艺螺杆三、可压缩密封垫、焊接台面、卡槽、工艺销子、延迟保护气体喷头、侧吹保护气体喷头、进气管、激光焊接机头，卡槽位于焊接台面两侧并与焊接台面固定为一个整体，夹紧机构与卡槽均留有与工艺销子装配定位的孔并通过工艺销子便可将夹紧机构与卡槽连接于焊接台面侧面上，蝶形工艺螺杆一与蝶形工艺螺杆二安装在夹紧机构上并通过与夹紧机构上的螺纹孔拧紧实现紧固待焊零件一和待焊零件二。该自动化激光焊接装置能够有效避免零件在批量化生产过程中重复定位问题，能够避免施焊时出现定位精度不高、焊缝位置气体保护效果不佳。

Description

一种自动化激光焊接装置及方法
技术领域
本发明属于自动化激光焊接加工技术领域，具体涉及一种在自动化激光焊接过程中的定位修配、气体保护，避免零件在进行批量生产时重复定位或焊接过程中出现定位精度不高、焊缝部位气体保护效果不佳、焊缝组织成型不稳定的方法。
背景技术
自动化激光焊焊接因其具有焊接速度快、热影响区小、焊缝成型均匀、焊缝余高矮、变形小等诸多优点，受到了制造业的高度重视。将其代替传统的焊接和铆接，能够有效降低零件的整体重量，提高零件的整体质量。但是，因激光焊接对焊缝配合间隙和错边量要求非常严格，以及焊接时零件的变形等因素影响，使得普通的焊接定位装置无法满足激光焊接对缝要求，从而影响激光焊接焊缝成型质量。并且，由于自动化激光焊接时焊缝部位保护不佳，经常出现焊缝氧化情况，导致焊缝成型达不到标准要求。
发明内容
为解决上述问题，通过增加自动化激光焊接机器人的辅助装置：气体流量分散器、焊缝修配定位装置、可压缩密封垫、夹紧机构、调节焊缝错边量的蝶形工艺螺杆三、背面气体保护型腔、焊接熔池侧吹保护气装置、延迟保护气体喷头、气体流量检测仪及保护气体纯度检测仪，从而实现零件在批量化生产过程中重复定位问题，从而有效提高零件批量化生产需求，能够避免施焊时出现定位精度不准确、焊缝部位气体保护效果不佳、焊缝组织成型不稳定等情况。
一种自动化激光焊接装置，包括蝶形工艺螺杆一、夹紧机构、蝶形工艺螺杆二、激光焊头、背面气体保护型腔、蝶形工艺螺杆三、可压缩密封垫、焊接台面、卡槽、工艺销子、延迟保护气体喷头、侧吹保护气体喷头、进气管、激光焊接机头，卡槽位于焊接台面两侧并与焊接台面固定为一个整体，夹紧机构与卡槽均留有与工艺销子装配定位的孔并通过工艺销子便可将夹紧机构与卡槽连接于焊接台面侧面上，蝶形工艺螺杆一与蝶形工艺螺杆二安装在夹紧机构上并通过与夹紧机构上的螺纹孔拧紧实现紧固待焊零件一和待焊零件二，背面气体保护型腔设置在焊接台面上，进气管与背面气体保护型腔连接，蝶形工艺螺杆三安装在焊接台面底部，可压缩密封垫安装在背面气体保护型腔上，延迟保护气体喷头、侧吹保护气体喷头和激光焊头设置在激光焊接机头上。
一种自动化激光焊接方法，包括以下步骤：(1)修配零件：通过对实际待焊零件焊接位置焊缝轨迹进行修配，实现焊缝的配合；修配焊缝时借助于一套焊缝修配定位装置进行修配，确保焊缝的空间位置始终保持不变；(2)安装可压缩密封垫：在密封槽中安装可压缩密封垫，安装时保证可压缩密封垫表面齐平，不应有破损；(3)安装零件：先保持待焊零件一的焊缝位置与焊缝修配定位装置的定位型面贴合，同时通过调整夹紧机构上的蝶形工艺螺杆一和蝶形工艺螺杆二及其它辅助压紧定位装置压紧待焊零件一，将已定位夹紧的待焊零件一的焊缝部位作为基准，将已经修配好待焊零件二与待焊零件一形成焊缝组合，同时通过调整夹紧机构上的蝶形工艺螺杆一和蝶形工艺螺杆二及其它辅助压紧定位装置压紧待焊零件二，同时通过调整蝶形工艺螺杆三，控制对缝处的错边量，使待焊零件一和待焊零件二形成符合焊接标准要求的焊缝；(4)充气：接通背面保护气体装置，冲入背面保护气体；(5)启动激光焊机：移动激光焊机机头：将激光焊机机头移至焊接起点，并调整侧吹保护气装置，延迟保护气体喷头，使之更好地达到对焊接熔池的保护；(6)启动保护气体流量检测仪和纯度检测仪：将气体流量安装在流量进气口位置，将纯度检测仪安装于背面保护气体腔体内，启动保护气体流量检测仪和纯度检测仪，实时监测背面保护气体流量大小及纯度变化；(7)焊接：定位，编程，确定焊接轨迹，启动程序进行焊接。
进一步，该自动化激光焊接方法的步骤(4)中的气体为氩气、氦气、氮气和/或二氧化碳。
通过该技术手段本发明取得的有益效果为，该自动化激光焊接方法及装置能够有效避免零件在批量化生产过程中重复定位问题，从而更好地达到零件批量化生产需求，能够避免施焊时出现定位精度不高、焊缝位置气体保护效果不佳、焊缝组织成型不稳定等情况发生。在航空、航天等自动化激光焊接领域有广阔的推广价值。
附图说明
图1、为本发明的结构示意图。
图2、为本发明的A向示意图。
1、蝶形工艺螺杆一；2、夹紧机构；3、蝶形工艺螺杆二；4、激光焊头；5、待焊零件一；6、背面气体保护型腔；7、蝶形工艺螺杆三；8、可压缩密封垫；9、焊接台面；10、卡槽；11、工艺销子；12、待焊零件二；13、延迟保护气体喷头；14、侧吹保护气体喷头；15、进气管；16、激光焊接机头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释发明，并非用于限定本发明的范围。
一种自动化激光焊接装置，包括蝶形工艺螺杆一1、夹紧机构2、蝶形工艺螺杆二3、激光焊头4、背面气体保护型腔6、蝶形工艺螺杆三7、可压缩密封垫8、工艺销子11、延迟保护气体喷头13、侧吹保护气体喷头14、进气管15、激光焊接机头16；卡槽10位于焊接台面两侧，与焊接台面9固定为一个整体；夹紧机构2与卡槽10均留有与工艺销子11装配定位的孔，通过工艺销子11便可将夹紧机构2与卡槽10连接于焊接台面9侧面上；蝶形工艺螺杆一1与蝶形工艺螺杆二3是安装于夹紧机构2上，通过与夹紧机构2上的螺纹孔拧紧程度实现夹紧固定待焊零件一和待焊零件二的目的；背面气体保护型腔6为设置在焊缝零件背面的焊接台面上，起到充满保护气体保护焊缝保护背面的目的；进气管15与背面气体保护型腔6连接，蝶形工艺螺杆三7是安装于焊接台面9底部，通过与焊接台面9上的螺纹孔拧紧程度实现调节待焊零件一和待焊零件二错边量的目的；可压缩密封垫8安装与背面气体保护型腔6周围，实现降低或隔绝保护气体流失的目的；延迟保护气体喷头13、侧吹保护气体喷头14、激光焊头4与激光焊接机头16作为一个整体，随激光焊接机头同步移动。
一种自动化激光焊接方法，包括以下步骤：(1)修配零件：通过对实际待焊零件焊接位置焊缝轨迹进行修配，实现焊缝的配合；修配焊缝时借助于一套焊缝修配定位装置进行修配，确保焊缝的空间位置始终保持不变；(2)安装可压缩密封垫：在密封槽中安装可压缩密封垫，安装时保证可压缩密封垫表面齐平，不应有破损；(3)安装零件：先保持待焊零件一的焊缝位置与焊缝修配定位装置的定位型面贴合，同时通过调整夹紧机构上的蝶形工艺螺杆一和蝶形工艺螺杆二及其它辅助压紧定位装置压紧待焊零件一，将已定位夹紧的待焊零件一的焊缝部位作为基准，将已经修配好待焊零件二与待焊零件一形成焊缝组合，同时通过调整夹紧机构上的蝶形工艺螺杆一和蝶形工艺螺杆二及其它辅助压紧定位装置压紧待焊零件二，同时通过调整蝶形工艺螺杆三，控制对缝处的错边量，使待焊零件一和待焊零件二形成符合焊接标准要求的焊缝；(4)充气：接通背面保护气体装置，冲入背面保护气体；(5)启动激光焊机：移动激光焊机机头：将激光焊机机头移至焊接起点，并调整侧吹保护气装置，延迟保护气体喷头，使之更好地达到对焊接熔池的保护；(6)启动保护气体流量检测仪和纯度检测仪：将气体流量安装在流量进气口位置，将纯度检测仪安装于背面保护气体腔体内，启动保护气体流量检测仪和纯度检测仪，实时监测背面保护气体流量大小及纯度变化；(7)焊接：定位，编程，确定焊接轨迹，启动程序进行焊接。
为实现充气多元化，提高其适用性。该自动化激光焊接方法的步骤(4)中的气体为氩气、氦气、氮气和/或二氧化碳。
本发明的保护范围不仅限于具体实施方式部分所公开的技术方案，凡采用气体分散器、焊缝修配定位装置、可压缩密封垫、压紧机构、焊缝错边量调节机构、背面气体保护装置、焊接熔池侧吹保护气体喷头、延迟保护气体喷头、气体流量检测仪和保护气体纯度检测仪来进行自动化激光焊接，定位修配和气体保护的方案均落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种自动化激光焊接装置，其特征在于：所述自动化激光焊接装置包括蝶形工艺螺杆一(1)、夹紧机构(2)、蝶形工艺螺杆二(3)、激光焊头(4)、背面气体保护型腔(6)、蝶形工艺螺杆三(7)、可压缩密封垫(8)、焊接台面(9)、卡槽(10)、工艺销子(11)、延迟保护气体喷头(13)、侧吹保护气体喷头(14)、进气管(15)、激光焊接机头(16)，所述卡槽(10)位于焊接台面(9)两侧并与焊接台面(9)固定为一个整体，所述夹紧机构(2)与卡槽(10)均留有与工艺销子(11)装配定位的孔并通过工艺销子(11)便可将夹紧机构(2)与卡槽(10)连接于焊接台面(9)侧面上，所述蝶形工艺螺杆一(1)与蝶形工艺螺杆二(3)安装在夹紧机构(2)上并通过与夹紧机构(2)上的螺纹孔拧紧实现紧固待焊零件一(5)和待焊零件二(12)，所述背面气体保护型腔(6)设置在焊接台面(9)上，所述进气管(15)与背面气体保护型腔(6)连接，所述蝶形工艺螺杆三(7)安装在焊接台面(9)底部，所述可压缩密封垫(8)安装在背面气体保护型腔(6)上，所述延迟保护气体喷头(13)、侧吹保护气体喷头(14)和激光焊头(4)设置在激光焊接机头(16)上。
2.一种自动化激光焊接方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)修配零件：通过对实际待焊零件焊接位置焊缝轨迹进行修配，实现焊缝的配合；修配焊缝时借助于一套焊缝修配定位装置进行修配，确保焊缝的空间位置始终保持不变；
(2)安装可压缩密封垫：在密封槽中安装可压缩密封垫，安装时保证可压缩密封垫表面齐平，不应有破损；
(3)安装零件：先保持待焊零件一的焊缝位置与焊缝修配定位装置的定位型面贴合，同时通过调整夹紧机构上的蝶形工艺螺杆一和蝶形工艺螺杆二及其它辅助压紧定位装置压紧待焊零件一，将已定位夹紧的待焊零件一的焊缝部位作为基准，将已经修配好待焊零件二与待焊零件一形成焊缝组合，同时通过调整夹紧机构上的蝶形工艺螺杆一和蝶形工艺螺杆二及其它辅助压紧定位装置压紧待焊零件二，同时通过调整蝶形工艺螺杆三，控制对缝处的错边量，使待焊零件一和待焊零件二形成符合焊接标准要求的焊缝；
(4)充气：接通背面保护气体装置，冲入背面保护气体；
(5)启动激光焊机：移动激光焊机机头：将激光焊机机头移至焊接起点，并调整侧吹保护气装置，延迟保护气体喷头，使之更好地达到对焊接熔池的保护；(6)启动保护气体流量检测仪和纯度检测仪：将气体流量安装在流量进气口位置，将纯度检测仪安装于背面保护气体腔体内，启动保护气体流量检测仪和纯度检测仪，实时监测背面保护气体流量大小及纯度变化；
(7)焊接：定位，编程，确定焊接轨迹，启动程序进行焊接。
3.根据权利要求2所述的自动化激光焊接方法，其特征在于：所述步骤(4)中的气体为氩气、氦气、氮气和/或二氧化碳。
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