CN113751867A - 一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，公开了一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法，激光焊工装包括第一夹块和第二夹块；第一夹块包括夹持部和安装部；夹持部和安装部均为回转实体且同轴相接，薄壁回转体组件同轴套于安装部外周，安装部外壁与连接座内壁间隙配合安装，夹持部和安装部相接处设有用于防止薄壁回转体轴向滑动的定位台阶；安装部远离夹持部的一端端面上同轴设有螺纹锁紧槽；第二夹块包括压块和锁紧杆，压块和锁紧杆为同轴相接的回转实体，锁紧杆伸入并与螺纹锁紧槽螺纹连接，压块朝向螺纹锁槽的一端面为端面定位面，薄壁回转体组件靠近端面定位面的连接板的端面与端面定位面贴合，具有提高装夹精度、加工效率和提高焊缝结构强度的优点。

Description

一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体的说，是一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法，用于对较难采用机械方法加工的薄壁骨架或者材料为异种可熔化焊材料的骨架组件进行激光焊。

背景技术

如图2所示薄壁回转体组件（1）包括一个固定筒（11）和两个连接座（12），所述固定筒（11）和连接座（12）均呈圆筒状，所述固定筒（11）的两端均设有一个连接座（12），所述固定筒（11）的开口内侧壁与所述薄壁回转体组件（1）的连接座（12）的外侧壁同轴套接，所述薄壁回转体组件（1）的连接座（12）远离所述固定筒（11）的端部开口边沿由内向外延伸设有呈环状的连接板（121），所述薄壁回转体组件（1）的连接座（12）与所述固定筒（11）之间的接缝为第一焊缝（13）；多个所述薄壁回转体组件（1）同轴依次对接时，相邻所述连接板（121）相互贴合形成的接缝为第二焊缝（14）。

现有技术对薄壁回转体组件进行焊接成型时，一般会使用激光焊，但激光焊对焊缝配合、错边量和组件形变量要求严格，因此一般预先使用真空钎焊或者电阻点焊先将各个零件的接缝进行高精度地预先固定，再使用激光焊加强接缝处的结构强度。

但真空钎焊和电阻点焊均有其自身缺陷，1、真空钎焊时钎料涂覆均匀的难度大；熔化钎料容易溢流，造成焊缝各处熔化钎料分布不均匀，出现漏点或溢出点；时长出现熔化钎料与工装粘连，取下零件时对零件造成损坏；同时，粘连的钎料影响工装的装夹精度，因此在进行激光焊接时常常要更换工装，这一过程降低了生产效率也增大了生产成本；2、电阻点焊时需要加工专用的上下电极，对操作技能要求较高；其次，点焊过程中容易对薄壁件造成挤压形变，降低了加工精度；再次，对薄壁精密零件的进行电阻点焊后的焊缝质量的检查较为困难，通过外观难以进行质量判断；同时，电阻点焊时形成的焊缝是通过焊点连接在一起的，焊缝各处的抗剪强度不一，焊点容易脱落。

因此，急需一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法，实现对薄壁回转体组件直接进行激光焊接时进行高精度的定位装夹。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法，实现对薄壁回转体组件直接进行激光焊接时进行高精度的定位装夹，具有提高装夹精度、加工效率和提高焊缝结构强度的效果。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明提供了一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法，使用激光焊工装对薄壁回转体组件进行装夹，所述激光焊工装包括第一夹块和第二夹块；

所述第一夹块包括夹持部和安装部；所述夹持部和所述安装部均为回转实体且同轴相接，所述薄壁回转体组件同轴套设于所述安装部外周，所述安装部外壁与所述薄壁回转体组件的连接座内壁间隙配合安装，所述夹持部和所述安装部相接处设有用于防止所述薄壁回转体组件轴向滑动的定位台阶；所述安装部远离所述夹持部一端的端面上同轴设有螺纹锁紧槽；

所述第二夹块包括压块和锁紧杆，所述压块和锁紧杆为同轴相接的回转实体，所述锁紧杆伸入所述螺纹锁紧槽并与所述螺纹锁紧槽螺纹连接，所述压块朝向所述螺纹锁紧槽的一端面为端面定位面，所述薄壁回转体组件靠近所述端面定位面的连接板的端面与所述端面定位面贴合；

所述方法包括以下具体步骤：

步骤S1、组装所述薄壁回转体组件并装夹于所述激光焊工装上；

步骤S2、将所述激光焊工装正确装夹于激光焊机的三爪卡盘上；

步骤S3、调整三爪卡盘中心轴线与激光束路径之间的角度；

步骤S4、调整并确定激光束与焊缝之间的相对位置；

步骤S5、对第一焊缝进行焊接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述安装部外周上同轴依次套设有多个所述薄壁回转体组件，相邻的所述薄壁回转体组件上相互靠近的两个连接板端面紧密贴合；

所述方法包括以下具体步骤：

步骤S1、组装多个所述薄壁回转体组件并依次装夹于所述激光焊工装上；

步骤S2、将所述激光焊工装正确装夹于激光焊机的三爪卡盘上；

步骤S3、调整并确定三爪卡盘中心轴线与激光束路径之间的角度；

步骤S4、调整并确定激光束与待焊接的焊缝之间的相对位置；

步骤S5、对第一焊缝进行焊接；

步骤S6、待第一焊缝自然冷却后依次重复步骤S3、步骤S4步骤，并对第二焊缝进行焊接；

步骤S7、待第二焊缝自然冷却后取下薄壁回转体组件。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述安装部外周和所述压块外周上设有滚花纹路。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述激光焊工装由铜或铜合金属制成。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明采用安装部和连接座间隙配合，同时通过定位台阶和端面定位面对薄壁回转体组件的两端面进行过定位，提高了装夹精度；避免了真空钎焊或电阻点焊这一步骤，进而提高了加工效率，成型后的焊缝均一，提高结构强度的效果。

（2）本发明先对第一焊缝进行焊接，等第一焊缝冷却后再重新确定激光束与第二焊缝的位置角度关系，避免薄壁回转体组件受热形变未恢复时直接对第二焊缝加工，有效避免了误差累积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。本发明所有构思创新应视为所公开内容和本发明保护范围。

图1为本发明提供的一种用于薄壁回转体组件的结构示意图；

图2为本发明中的薄壁回转体组件的结构示意图；

图3为本发明的第二夹块的结构示意图；

图4为本发明的第一夹块的结构示意图；

图5为单个薄壁回转体组件安装于激光焊工装上时的结构示意图；

图6为多个薄壁回转体组件安装于激光焊工装上时的结构示意图；

图7本发明的滚花纹路的所在位置示意图。

其中：1、薄壁回转体组件；11、固定筒；12、连接座；121、连接板；13、第一焊缝；14、第二焊缝；2、激光焊工装；21、第一夹块；211、夹持部；212、安装部；213、定位台阶；214、螺纹锁紧槽；22、第二夹块；221、压块；222、锁紧杆；223、端面定位面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和出示的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种薄壁回转体组件的激光焊加工方法，使用激光焊工装2对薄壁回转体组件1进行装夹，其中，薄壁回转体组件1，如图2所示包括一个固定筒11和两个连接座12，所述固定筒11和连接座12均呈圆筒状，所述固定筒11的两端均设有一个连接座12，所述固定筒11的开口内侧壁与所述连接座12的外侧壁同轴套接，所述连接座12远离所述固定筒11的端部开口边沿由内向外延伸设有呈环状的连接板121，所述连接座12与所述固定筒11之间的接缝为第一焊缝13；多个所述薄壁回转体组件1同轴依次对接时，相邻所述连接板121相互贴合形成的接缝为第二焊缝14。

如图1-图5所示，将薄壁回转体组件安装在激光焊工装2上，所述激光焊工装2包括第一夹块21和第二夹块22；

所述第一夹块21包括夹持部211和安装部212；所述夹持部211和所述安装部212均为回转实体且同轴相接，所述薄壁回转体组件1同轴套于所述安装部212外周，所述安装部212外壁与所述连接座12内壁间隙配合安装，所述夹持部211和所述安装部212相接处设有用于防止所述薄壁回转体轴向滑动的定位台阶213；所述安装部212远离所述夹持部211的一端端面上同轴设有螺纹锁紧槽214；

所述第二夹块22包括压块221和锁紧杆222，所述压块221和锁紧杆222为同轴相接的回转实体，所述锁紧杆222伸入并与所述螺纹锁紧槽214螺纹连接，所述压块221朝向所述螺纹锁槽的一端面为端面定位面223，所述薄壁回转体组件1靠近所述端面定位面223的连接板121的端面与所述端面定位面223贴合。

其中，所述安装部212的外径与所述连接座内径的间隙控制在0.01mm～0.04mm，固定单个薄壁回转体组件1时，所用的激光焊工装2上的安装部212长度比固定筒11的1/2高度短0.5mm～2mm；

如图7所示，所述安装部212外周和所述压块221外周上设有滚花纹路，便于使用过程中拿取工装，起到防滑防脱的作用；

所述激光焊工装2由铜或铜合金属制成，具备良好的散热性，便于焊缝较快冷却；同时铜或铜合金的受热形变量较小，有助于高精度装夹薄壁回转体组件1。

所述方法包括以下具体步骤：

步骤S1、组装所述薄壁回转体组件并装夹于所述激光焊工装2上；

步骤S2、将所述激光焊工装2正确装夹于激光焊机的三爪卡盘上；

步骤S3、调整三爪卡盘中心轴线与激光束路径之间的角度；

步骤S4、调整并确定激光束与焊缝之间的相对位置

步骤S5、对第一焊缝13进行焊接。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上做进一步优化，如图6所示，所述激光焊工装2的所述安装部212外周上同轴依次套设有多个所述薄壁回转体组件1，两相邻的所述薄壁回转体组件1上相互靠近的两连接板121端面紧密贴合。

固定多个同轴相接的薄壁回转体组件1时，所用的激光焊工装2上的安装部212长度比固定筒11的高度短0.5mm～2mm；

所述方法包括以下具体步骤：

步骤S1、组装多个所述薄壁回转体组件1并依次装夹于所述激光焊工装2上；

步骤S2、将所述激光焊工装2正确装夹于激光焊机的三爪卡盘上；

步骤S3、调整并确定三爪卡盘中心轴线与激光束路径之间的角度；

步骤S4、调整并确定激光束与待焊接的焊缝之间的相对位置；

步骤S5、对第一焊缝13进行焊接；

步骤S6、待第一焊缝13自然冷却后依次重复步骤S3、步骤S4步骤，并对第二焊缝14进行焊接；

步骤S7、待第二焊缝14自然冷却后取下薄壁回转体组件1。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法，使用激光焊工装（2）装夹薄壁回转体组件（1），其特征在于：所述激光焊工装（2）包括第一夹块（21）和第二夹块（22）；

所述第一夹块（21）包括夹持部（211）和安装部（212）；所述夹持部（211）和所述安装部（212）均为回转实体且同轴相接，所述薄壁回转体组件（1）同轴套设于所述安装部（212）外周，所述安装部（212）外壁与所述薄壁回转体组件（1）的连接座（12）内壁间隙配合安装，所述夹持部（211）和所述安装部（212）相接处设有用于防止所述薄壁回转体组件（1）轴向滑动的定位台阶（213）；所述安装部（212）远离所述夹持部（211）一端的端面上同轴设有螺纹锁紧槽（214）；

所述第二夹块（22）包括压块（221）和锁紧杆（222），所述压块（221）和锁紧杆（222）为同轴相接的回转实体，所述锁紧杆（222）伸入所述螺纹锁紧槽（214）并与所述螺纹锁紧槽（214）螺纹连接，所述压块（221）朝向所述螺纹锁紧槽（214）的一端面为端面定位面（223），所述薄壁回转体组件（1）靠近所述端面定位面（223）的连接板（121）的端面与所述端面定位面（223）贴合；

所述方法包括以下具体步骤：

步骤S1、组装所述薄壁回转体组件（1）并装夹于所述激光焊工装（2）上；

步骤S2、将所述激光焊工装（2）正确装夹于激光焊机的三爪卡盘上；

步骤S3、调整三爪卡盘中心轴线与激光束路径之间的角度；

步骤S4、调整并确定激光束与焊缝之间的相对位置；

步骤S5、对第一焊缝（13）进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法，其特征在于：所述安装部（212）外周上同轴依次套设有多个所述薄壁回转体组件（1），相邻的所述薄壁回转体组件（1）上相互靠近的两个连接板（121）端面紧密贴合；

所述方法包括以下步骤：

步骤S1、组装多个所述薄壁回转体组件并依次装夹于所述激光焊工装（2）上；

步骤S2、将所述激光焊工装（2）正确装夹于激光焊机的三爪卡盘上；

步骤S3、调整并确定三爪卡盘中心轴线与激光束路径之间的角度；

步骤S4、调整并确定激光束与待焊接的焊缝之间的相对位置；

步骤S5、对第一焊缝（13）进行焊接；

步骤S6、待第一焊缝（13）自然冷却后依次重复步骤S3、步骤S4步骤，并对第二焊缝（14）进行焊接；

步骤S7、待第二焊缝（14）自然冷却后取下薄壁回转体组件（1）。

3.根据权利要求1所述的一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法，其特征在于：所述安装部（212）外周和所述压块（221）外周上设有滚花纹路。

4.根据权利要求1所述的一种用于薄壁回转体组件的激光焊加工方法，其特征在于：所述激光焊工装（2）由铜或铜合金属制成。

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