CN112296522A - 一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种激光‑电弧复合焊接、预热及后热处理装置，包括支架、激光发射组件、激光聚焦传输组件、反射组件、电弧焊枪和水平输送组件，激光发射组件包括分别与激光发生器连接的第一激光发射器和第二激光发射器，第一激光发射器有第一激光发射头和第二激光发射头，第二激光发射器具有第三激光发射头，激光聚焦传输组件包括左侧面倾斜并且顶部开设贯穿通孔的第一壳体、与第一壳体的右侧边固定并且顶部开设第二贯穿通孔的第二壳体、设置在壳体的左侧倾斜面上的第一平面镜、水平设置在第一壳体内的第一聚焦镜和水平设置在第二壳体内的第二聚焦镜，该种激光‑电弧复合焊接、预热及后热处理装置，能够大幅度提高焊接效率和焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体为一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置。
背景技术
随着现代化的发展，焊接技术已成为工业生产必不可少的加工方式之一，目前焊接方法有电阻焊、氩弧焊、等离子弧焊和电子束焊等，现代金属加工对焊接强度和外观效果等质量的要求越来越高，而传统的焊接手段，由于极大的热量输入，不可避免的会带来工件扭曲变形等问题，为了弥补工件变形这个问题，需要大量的后续加工手段，从而导致费用的上升；而采用全自动的激光焊接方法，激光焊接具有焊接速度快、穿透能力强、对环境污染小、材料变形小、易于实现自动化等特点，因此带来的极小的热影响区，显著提高焊接 产品的品质的同时，降低了后续工作量的时间，但是由于纯激光光束直径较小，对接头精度要求较高，不能有太大的间隙和错边，所以在船舶、汽车等行业还没有大规模的使用。与传统电弧焊接和激光焊接相比，单独采用其中一种方法进行焊接，都存在各自的缺陷，因此针对激光-电弧复合焊接需要设计一种合理的，从最大限度降低各自的焊接方法缺陷。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一 些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有传统电弧焊接和激光焊接中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置，能够大幅度提高焊接效率和焊接质量。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置，其包括：
支架，包括竖直设置的支杆和与所述支杆垂直设置的支撑板；
激光发射组件，包括设置在所述支撑板的顶部并分别与所述激光发生器连接的第一激光发射器和第二激光发射器，所述第一激光发射器有第一激光发射头和第二激光发射头，所述第二激光发射器具有第三激光发射头；
激光聚焦传输组件，包括左侧面倾斜并且顶部开设贯穿通孔的第一壳体、与所述第一壳体的右侧边固定并且顶部开设第二贯穿通孔的第二壳体、设置在所述壳体的左侧倾斜面上的第一平面镜、水平设置在所述第一壳体内的第一聚焦镜和水平设置在所述第二壳体内的第二聚焦镜；
反射组件，包括设置在所述支杆和所述支撑板之间的安装块和设置在所述安装块上的第二平面镜，第二平面镜的右侧边与所述第一平面镜相视并且平行；
电弧焊枪，与电弧焊机连接；
水平输送组件，将所述焊接工件水平向右输送；
其中，所述第一激光发射头发射的第一激光束经过第一平面镜和第二平面镜的依次反射后垂直向下与焊接工件的焊缝形成第一交点，所述第二激光发射头发射的第二激光束经过所述第一聚焦镜聚焦后垂直向下与所述焊接工件的焊缝形成第二交点，所述第三激光发射头发射的第二激光束经过所述第二聚焦镜聚焦后垂直向下与所述焊接工件的焊缝形成第三交点，所述第二激光束位于所述第一激光束和第三激光束之间并且共线，所述电弧焊枪的焊条的轴线指向所述焊缝并与所述第二激光束中心线之间具有夹角。
作为本发明所述的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置的一种优选方案，其中，所述第二激光发射头的轴线与所述第一壳体的轴线共线，所述第三激光发射头的轴线与所述第二壳体的轴线共线。
作为本发明所述的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置的一种优选方案，其中，所述激光传导组件还包括水平设置在所述第一壳体内，并且位于所述第一聚焦镜下侧的第一保护镜和水平设置在所述第二壳体内，并且位于所述第二聚焦镜下侧的第二保护镜。
作为本发明所述的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置的一种优选方案，其中，所述第一平面镜和所述第二平面镜均为反光镜。
作为本发明所述的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置的一种优选方案，其中，所述水平输送组件包括：
底座，其顶部开设凹槽，其对称横向侧边向外突出形成卡接部；
电机，设置在所述底座的左侧边，其输出轴穿入至所述凹槽内；
丝杆，位于所述凹槽内，其一端与所述电机输出轴连接，另一端延伸至所述凹槽的右侧壁；
滑动座，位于所述底座的顶部，其具有卡设在所述卡接部上的卡槽和位于所述滑动座底部并且与所述丝杆外壁啮合的滑块；
其中，当所述电机驱动所述丝杆旋转时，所述丝杆驱动所述滑动座沿着所述底座的横向侧边移动。
作为本发明所述的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置的一种优选方案，其中，所述水平输送组件包括：所述滑动座的顶部还具有对称设置的夹具，所述夹具包括型支板，所述型支板的水平部设置有贯穿至其底部的旋钮螺纹柱。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：将激光束和电弧热源组合在一个焊接工艺中，消除了两种焊接方式的缺点，并且对光纤传输的焊接光斑进行了相应的整形，最终产生了三路光斑，第一路进行焊接前的预热作用，第二路做为激光与电弧复合焊接，第三路做为焊接后端进行处理，减少焊接缺陷，保证了产品的良品率，同时节省了后处理工序处理时间，而且具有大焊接熔深、高工艺稳定性、高焊接效率、较强的焊接间隙桥接能力和小焊接变形等优点，能够大幅度提高焊接效率和焊接质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明提供的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置的整体结构示意图；
图2为本发明提供的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置图1中的水平输送组件结构示意图；
图3为本发明提供的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置图2中的水平输送组件爆炸结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置，能够大幅度提高焊接效率和焊接质量。
图1-图3示出的是本发明一种激光、二氧化碳气保焊复合焊接及预热处理装置一实施方式的结构示意图，请参阅图1-图3，本实施方式的一种激光、二氧化碳气保焊复合焊接及预热处理装置，其主体部分包括支架100、激光发射组件200、激光聚焦传输组件300、反射组件400、电弧焊枪500和水平输送组件600。
支架100包括竖直设置的支杆110和与支杆110垂直设置的支撑板120，支撑板120用于安装激光发射组件200和激光聚焦传输组件300。
激光发射组件200包括设置在支撑板120的顶部，并分别与激光发生器连接的第一激光发射器210和第二激光发射器220，第一激光发射器210有第一激光发射头210a和第二激光发射头220a，第二激光发射器220具有第三激光发射头220a，第一激光发射头210a和第二激光发射头210b分别用于发射第一激光束和第二激光束，第三激光发射头220a用于发射第三激光束。
激光聚焦传输组件300包括左侧面倾斜并且顶部开设贯穿通孔310a的第一壳体310、与第一壳体310的右侧边固定并且顶部开设第二贯穿通孔的第二壳体320、设置在壳体310的左侧倾斜面上的第一平面镜330、水平设置在第一壳体310内的第一聚焦镜340和水平设置在第二壳体320内的第二聚焦镜350在本实施方式中，第二激光发射头210b的轴线与第一壳体310的轴线共线，第三激光发射头220a的轴线与第二壳体320的轴线共线。激光传导组件300还包括水平设置在第一壳体310内，并且位于第一聚焦镜340下侧的第一保护镜360和水平设置在第二壳体320内，并且位于第二聚焦镜350下侧的第二保护镜370，用于在焊接过程中，保护第一聚焦镜340和第二聚焦镜350不受污染。
反射组件400，包括设置在支杆110和支撑板120之间的安装块410和设置在安装块410上的第二平面镜420，第二平面镜420的右侧边与第一平面镜330相视并且平行在本实施方式中，第一平面镜330和第二平面镜420均为反光镜。
电弧焊枪500与电弧焊机连接，用于与激光配合对工件进行焊接。
水平输送组件600用于将焊接工件P水平向右输送，具体的，在本实施方式中，水平输送组件600包括底座610、电机620、丝杆630和滑动座640，底座610顶部开设凹槽610a，其对称横向侧边向外突出形成卡接部610b，电机620设置在底座610的左侧边，其输出轴穿入至凹槽610a内，丝杆630位于凹槽610a内，其一端与电机620输出轴连接，另一端延伸至凹槽610a的右侧壁，滑动座640位于底座610的顶部，其具有卡设在卡接部610b上的卡槽640a和位于滑动座640底部并且与丝杆630外壁啮合的滑块640b，当电机620驱动丝杆630旋转时，丝杆630驱动滑动座640沿着底座610的横向侧边移动，进而带动焊接工件P移动，在本实施方式中，为了使滑动座640带动焊接工件P移动的过程中，焊接工件P固定而不会发生偏移，为此，滑动座640的顶部还具有对称设置的夹具，夹具包括L型支板640c，L型支板640c的水平部设置有贯穿至其底部的旋钮螺纹柱640d。
其中，第一激光发射头210a发射的第一激光束经过第一平面镜330和第二平面镜420的依次反射后垂直向下与焊接工件P的焊缝形成第一交点，第二激光发射头210b发射的第二激光束经过第一聚焦镜340聚焦后垂直向下与焊接工件P的焊缝形成第二交点，第三激光发射头220a发射的第二激光束经过第二聚焦镜350聚焦后垂直向下与焊接工件P的焊缝形成第三交点，第二激光束位于第一激光束和第三激光束之间并且共线，电弧焊枪500的焊条的轴线指向焊缝并与第二激光束中心线之间具有夹角。
结合图1-图3，本实施方式的一种激光、二氧化碳气保焊复合焊接及预热处理装置，对焊接工件P的具体焊接过程如下：将需要焊接的焊接工件P固定在水平输送组件600上，水平输送组件600带动焊接工件持续的向右移动，在焊接的过程中，焊接工件P的焊缝依次与第一激光束形成连贯的第一交点，使第一激光束对焊接工件P的焊缝进行预热处理，降低电弧焊的焊接难度，同时增大了焊接熔深，而后经过预热后的焊缝继续向前与第二激光束形成连贯的第二交点，第二激光束和电弧焊枪500共同对焊缝聚焦焊接，在焊缝焊接后，随着水平输送组件600继续向右输送，第三激光束经过第二聚焦镜350聚焦后，到达工件焊缝位置，对焊缝重新加热，把焊缝中的气孔，裂纹缺陷修复，达到后热处理的效果，加快了焊接处理的结果，提高焊接效率。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (6)
1.一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置，其特征在于，包括：
支架（100），包括竖直设置的支杆（110）和与所述支杆（110）垂直设置的支撑板（120）；
激光发射组件（200），包括设置在所述支撑板（120）的顶部并分别与所述激光发生器连接的第一激光发射器（210）和第二激光发射器（220），所述第一激光发射器（210）有第一激光发射头（210a）和第二激光发射头（220a），所述第二激光发射器（220）具有第三激光发射头（220a）；
激光聚焦传输组件（300），包括左侧面倾斜并且顶部开设贯穿通孔（310a）的第一壳体（310）、与所述第一壳体（310）的右侧边固定并且顶部开设第二贯穿通孔的第二壳体（320）、设置在所述壳体（310）的左侧倾斜面上的第一平面镜（330）、水平设置在所述第一壳体（310）内的第一聚焦镜（340）和水平设置在所述第二壳体（320）内的第二聚焦镜（350）；
反射组件（400），包括设置在所述支杆（110）和所述支撑板（120）之间的安装块（410）和设置在所述安装块（410）上的第二平面镜（420），第二平面镜（420）的右侧边与所述第一平面镜（330）相视并且平行；
电弧焊枪（500），与电弧焊机连接；
水平输送组件（600），将所述焊接工件（P）水平向右输送；
其中，所述第一激光发射头（210a）发射的第一激光束经过第一平面镜（330）和第二平面镜（420）的依次反射后垂直向下与焊接工件（P）的焊缝形成第一交点，所述第二激光发射头（210b）发射的第二激光束经过所述第一聚焦镜（340）聚焦后垂直向下与所述焊接工件（P）的焊缝形成第二交点，所述第三激光发射头（220a）发射的第二激光束经过所述第二聚焦镜（350）聚焦后垂直向下与所述焊接工件（P）的焊缝形成第三交点，所述第二激光束位于所述第一激光束和第三激光束之间并且共线，所述电弧焊枪（500）的焊条的轴线指向所述焊缝并与所述第二激光束中心线之间具有夹角。
2.根据权利要求1所述的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置，其特征在于，所述第二激光发射头（210b）的轴线与所述第一壳体（310）的轴线共线，所述第三激光发射头（220a）的轴线与所述第二壳体（320）的轴线共线。
3.根据权利要求1所述的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置，其特征在于，所述激光传导组件（300）还包括水平设置在所述第一壳体（310）内，并且位于所述第一聚焦镜（340）下侧的第一保护镜（360）和水平设置在所述第二壳体（320）内，并且位于所述第二聚焦镜（350）下侧的第二保护镜（370）。
4.根据权利要求1所述的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置，其特征在于，所述第一平面镜（330）和所述第二平面镜（420）均为反光镜。
5.根据权利要求1所述的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置，其特征在于，所述水平输送组件（600）包括：
底座（610），其顶部开设凹槽（610a），其对称横向侧边向外突出形成卡接部（610b）；
电机（620），设置在所述底座（610）的左侧边，其输出轴穿入至所述凹槽（610a）内；
丝杆（630），位于所述凹槽（610a）内，其一端与所述电机（620）输出轴连接，另一端延伸至所述凹槽（610a）的右侧壁；
滑动座（640），位于所述底座（610）的顶部，其具有卡设在所述卡接部（610b）上的卡槽（640a）和位于所述滑动座（640）底部并且与所述丝杆（630）外壁啮合的滑块（640b）；
其中，当所述电机（620）驱动所述丝杆（630）旋转时，所述丝杆（630）驱动所述滑动座（640）沿着所述底座（610）的横向侧边移动。
6.根据权利要求5所述的一种激光-电弧复合焊接、预热及后热处理装置，其特征在于，所述水平输送组件（600）包括：所述滑动座（640）的顶部还具有对称设置的夹具，所述夹具包括L型支板（640c），所述L型支板（640c）的水平部设置有贯穿至其底部的旋钮螺纹柱（640d）。
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2020
- 2020-11-09 CN CN202011238085.9A patent/CN112296522A/zh active Pending
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