CN114918545B - 一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置，包括工作台架以及设置于工作台架上端的电动滑轨，还包括复合焊接模块，所述复合焊接模块安装在电动滑轨上端，电动滑轨用于带动复合焊接模块左右往复移动，复合焊接模块采用激光与电弧相结合的焊接设计，复合焊接模块在随电动滑轨往复移动过程中进行往复摆动，同时复合焊接模块距钢板的距离根据焊缝的深度进行适应性调节。本发明可以解决现有的焊头通常是固定位置不变的，在对焊缝进行激光焊接加热时，由于焊头距离焊缝的高度不同，导致焊缝的不同位置处受热不同，影响焊缝的焊接效果等难题。
Description
技术领域
本申请涉及焊接加工技术领域，特别是涉及一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置。
背景技术
焊接技术是工程制造过程中关键技术之一，激光焊接技术因其具有能量密度高，焊接速度快，焊缝深宽比大，接头性能好，焊接结构变形小等突出优点广泛应用于航空航天、高速列车、汽车等工业生产中。然而激光焊接反射率较高的有色金属合金时上述优势将大打折扣。根据待加工合金材质的特性，单独使用激光作为热源难以焊接较厚合金结构件，同时由于焊接冷却速度过大造成焊接缺陷，而激光-电弧复合焊接方法是将激光与电弧两种热源有机结合起来，通过激光与电弧的相互作用改善激光能量的吸收与电弧的稳定性。
现有技术中的激光-电弧复合焊接方式在使用时，第一方面，现有的焊头通常是固定位置不变的，在对焊缝进行激光焊接加热时，由于焊头距离焊缝的高度不同，导致焊缝的不同位置处受热不同，影响焊缝的焊接效果；第二方面，现有的焊头通常是垂直进行焊接的，当焊缝较宽时，焊接时焊头通常不能够往复摆动，使得焊缝内外侧存在温差，影响焊缝的焊接效果。
发明内容
为了能够实现对复合耐磨钢板板材进行准确地焊接加工，本申请提供一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置。
本申请提供的一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置采用如下的技术方案：
一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置，包括工作台架以及设置于工作台架上端的电动滑轨，还包括：
复合焊接模块，所述复合焊接模块安装在电动滑轨上端，电动滑轨用于带动复合焊接模块左右往复移动，复合焊接模块采用激光与电弧相结合的焊接设计，复合焊接模块在随电动滑轨往复移动过程中进行往复摆动，同时复合焊接模块距钢板的距离根据焊缝的深度进行适应性调节。
通过采用上述技术方案，复合焊接模块通过激光与电弧相结合的焊接方式对钢板进行焊接，同时复合焊接模块在焊接时，复合焊接模块与钢板之间的距离始终保持一致，使得复合焊接模块在焊接时，焊接能量可以在两个钢板之间均匀分配，以保证焊缝两侧熔合均匀，同时可以提高电弧的挺度以及铺展性，最终形成良好的焊接效果。
优选的，所述复合焊接模块包括防护架、定位单元、凹型槽、摆动单元、调节单元、激光焊头、连接架和电弧焊头，所述防护架安装在电动滑轨上端，防护架呈U型结构，防护架中部安装有定位单元，定位单元中部设置有凹型槽，凹型槽内部安装有摆动单元，凹型槽右侧面中部通过轴承安装有调节单元，调节单元内侧面与摆动单元相连接，调节单元右侧上端通过销轴铰接有激光焊头，激光焊头右侧中部安装有连接架，连接架之间可调设置有电弧焊头。
通过采用上述技术方案，定位单元可以对钢板进行定位，使得调节单元下端可以准确的位于钢板之间的焊缝内，摆动单元可以带动调节单元往复摆动，调节单元可以根据焊缝的深度对激光焊头以及电弧焊头的高度进行调节，使得激光焊头以及电弧焊头与钢板之间的距离始终保持一致。
优选的，所述定位单元包括滑板、气缸、滑块和定位架，所述的防护架下端对称安装有滑板，滑动板内侧面上设置有滑槽，滑槽内通过滑动配合的方式连接有滑块，滑块之间安装有定位架，定位架上端与防护架之间安装有气缸。
通过采用上述技术方案，气缸通过滑块带动定位架向下运动，使得定位架下端可以与钢板表面相接触，进而可以实现对激光焊头以及电弧焊头的高度定位。
优选的，所述摆动单元包括电动滑块、滑动板、齿条板和转动齿轮，所述凹型槽内部安装有电动滑块，电动滑块上端设置有滑动板，滑动板上端安装有齿条板，齿条板与转动齿轮相啮合，转动齿轮安装在调节单元上，转动齿轮为不完全齿轮。
通过采用上述技术方案，电动滑块通过滑动板带动齿条板进行往复调节，齿条板上的齿条板通过齿轮啮合的方式带动转动齿轮进行往复转动，转动齿轮进而可以带动调节单元往复摆动。
优选的，所述转动齿轮外侧面上均匀卡槽，卡槽内可拆卸的设置有卡齿。
通过采用上述技术方案，通过增加或者减少卡齿的个数可以改变调节单元的摆动幅度，进行可以实现对不同宽度的焊缝进行使用的功能。
优选的，所述调节单元包括转动座、导向套管、导向杆、限位板和复位弹簧，所述摆动单元右侧中部通过轴承安装有转动座，转动座中部设置有导向套管，导向套管中部通过滑动配合的方式连接有导向杆，导向杆下端设有限位板，位于限位板与导向套管之间的导向杆上设置有复位弹簧，导向杆下端为光滑弧形面。
通过采用上述技术方案，当转动座转动时，转动座带动导向杆在导向套管内部滑动，导向杆下端的光滑弧形面在焊缝内壁上滑动，导向杆根据焊缝的深度进行自适应性调节，导向杆上端进而可以带动激光焊头以及电弧焊头进行高度调节，复位弹簧起到复位的作用。
优选的，所述导向杆上端右侧安装有保持架，保持架截面呈梯形结构，保持架外侧面上均匀连接槽，激光焊头上设置有与保持架配合的转动槽，转动槽内壁上设置有防滑凸起，激光焊头通过销轴与保持架相连接。
通过采用上述技术方案，当激光焊头转动时，防滑凸起可以与连接槽相配合，可以实现对激光焊头进行角度固定的功能，使得激光焊头可以准确的保持在一定的角度。
优选的，所述的限位板可调的设置在导向杆上。
通过采用上述技术方案，通过改变限位板的位置可以对导向杆下端的位置进行调节，使得导向杆下端可以准确的与焊缝底部相接触。
优选的，所述连接架呈弧形结构，连接架通过螺钉安装在激光焊头外侧，连接架中部设置有弧形槽，电弧焊头通过锁紧螺钉安装在弧形槽内。
通过采用上述技术方案，电弧焊头的倾斜角度可以有效地调节，使得电弧焊头可以准确的与激光焊头相配合，保证钢板之间的准确焊接加工效果。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.为了能够实现焊头在工作时呈Z字形轨迹运动，在本发明中设置了摆动单元，电动滑块通过滑动板带动齿条板进行往复调节，齿条板上的齿条板通过齿轮啮合的方式带动转动齿轮进行往复转动，转动齿轮进而可以带动调节单元往复摆动，当调节单元往复摆动的同时，电动滑轨可以带动调节单元左右移动，使得激光焊头以及电弧焊头可以沿Z字型轨迹运动；
2.为了改变调节单元的摆动幅度，在本发明中的转动齿轮外侧面上均匀卡槽，卡槽内可拆卸的设置有卡齿，通过增加或者减少卡齿的个数可以改变调节单元的摆动幅度，进行可以实现对不同宽度的焊缝进行使用的功能；
3.不同厚度的钢板之间的焊缝深度是不同的，为了实现对不同深度的焊缝进行准确的焊接加工，在本实施例中的限位板可调的设置在导向杆上，通过改变限位板的位置可以对导向杆下端的位置进行调节，使得导向杆下端可以准确的与焊缝底部相接触；
4.为了实现焊头与焊缝之间的距离始终保持一致，在本发明中设置了调节单元，当转动座转动时，转动座带动导向杆在导向套管内部滑动，导向杆下端的光滑弧形面在焊缝内壁上滑动，导向杆根据焊缝的深度进行自适应性调节，导向杆上端进而可以带动激光焊头以及电弧焊头进行高度调节。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本申请的立体结构示意图。
图2是本申请的剖面结构示意图。
图3是本申请的剖面结构示意图。
图4是本申请定位架、凹型槽与摆动单元之间的结构示意图。
图5是本申请定位架、摆动单元与调节单元之间的剖面结构示意图。
图6是本申请调节单元、激光焊头、连接架与电弧焊头之间的立体结构示意图。
附图标记说明：1、工作台架；2、电动滑轨；3、复合焊接模块；31、防护架；32、定位单元；321、滑板；322、气缸；323、滑块；324、定位架；3241、导辊；33、凹型槽；34、摆动单元；341、电动滑块；342、滑动板；343、齿条板；344、转动齿轮；35、调节单元；351、转动座；352、导向套管；353、导向杆；3531、保持架；354、限位板；355、复位弹簧；36、激光焊头；37、连接架；38、电弧焊头。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置，能够准确的实现对复合耐磨钢板板材进行焊接加工的功能。
实施例一：
参照图1所示，为本实施例公开的一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置，包括工作台架1以及设置于工作台架1上端的电动滑轨2，还包括：
复合焊接模块3，所述复合焊接模块3安装在电动滑轨2上端，电动滑轨2用于带动复合焊接模块3左右往复移动，复合焊接模块3采用激光与电弧相结合的焊接设计，复合焊接模块3在随电动滑轨2往复移动过程中进行往复摆动，同时复合焊接模块3距钢板的距离根据焊缝的深度进行适应性调节。
在实际使用过程中，复合焊接模块3通过激光与电弧相结合的焊接方式对钢板进行焊接，同时复合焊接模块3在焊接时，复合焊接模块3与钢板之间的距离始终保持一致，使得复合焊接模块3在焊接时，焊接能量可以在两个钢板之间均匀分配，以保证焊缝两侧熔合均匀，同时可以提高电弧的挺度以及铺展性，最终形成良好的焊接效果。
需要说明的是，工作台架1上设置有定位夹具，定位夹具可以准确的对不同厚度的钢板进行定位夹紧，使得相邻钢板之间的焊缝处于工作台架1上端中部。
实施例二：
参照图2-6所示，在实施例一的基础上，为了能够实现对焊缝的准确焊接加工，在本实施例二中设置了相应的复合焊接模块3。
所述复合焊接模块3包括防护架31、定位单元32、凹型槽33、摆动单元34、调节单元35、激光焊头36、连接架37和电弧焊头38，所述防护架31安装在电动滑轨2上端，防护架31呈U型结构，防护架31中部安装有定位单元32，定位单元32中部设置有凹型槽33，凹型槽33内部安装有摆动单元34，凹型槽33右侧面中部通过轴承安装有调节单元35，调节单元35内侧面与摆动单元34相连接，调节单元35右侧上端通过销轴铰接有激光焊头36，激光焊头36右侧中部安装有连接架37，连接架37之间可调设置有电弧焊头38。
在实际使用过程中，定位单元32可以对钢板进行定位，使得调节单元35下端可以准确的位于钢板之间的焊缝内，摆动单元34可以带动调节单元35往复摆动，调节单元35可以根据焊缝的深度对激光焊头36以及电弧焊头38的高度进行调节，使得激光焊头36以及电弧焊头38与钢板之间的距离始终保持一致。
需要说明的是，当电动滑轨2水平移动的同时，摆动单元34可以带动激光焊头36以及电弧焊头38同步摆动，使得激光焊头36以及电弧焊头38可以沿Z字型轨迹运动，保证焊缝可以准确填充。
参照图2所示，为了实现对焊头位置的定位，在本实施例中设置了定位单元32，定位单元32包括滑板321、气缸322、滑块323和定位架324，所述的防护架31下端对称安装有滑板321，滑板321内侧面上设置有滑槽，滑槽内通过滑动配合的方式连接有滑块323，滑块323之间安装有定位架324，定位架324上端与防护架31之间安装有气缸322。
在实际使用过程中，气缸322通过滑块323带动定位架324向下运动，使得定位架324下端可以与钢板表面相接触，进而可以实现对激光焊头36以及电弧焊头38的高度定位。
需要说明的是，定位架324下端设置有导辊3241，当导辊3241接触到钢板表面时，导辊3241可以沿钢板表面进行移动，减少定位架324运动的摩擦力，同时可以在定位架324内部设置有感应器，感应器与气缸322电连接，当定位架324下落到钢板表面时，感应器可以带动气缸322停止工作。
参照图4所示，为了能够实现焊头在工作时呈Z字形轨迹运动，在本实施例中设置了摆动单元34，所述摆动单元34包括电动滑块341、滑动板342、齿条板343和转动齿轮344，所述凹型槽33内部安装有电动滑块341，电动滑块341上端设置有滑动板342，滑动板342上端安装有齿条板343，齿条板343与转动齿轮344相啮合，转动齿轮344安装在调节单元35上，转动齿轮344为不完全齿轮。
在实际使用过程中，电动滑块341通过滑动板342带动齿条板343进行往复调节，齿条板343上的齿条板343通过齿轮啮合的方式带动转动齿轮344进行往复转动，转动齿轮344进而可以带动调节单元35往复摆动，当调节单元35往复摆动的同时，电动滑轨2可以带动调节单元35左右移动，使得激光焊头36以及电弧焊头38可以沿Z字型轨迹运动。
为了改变调节单元35的摆动幅度，在本实施例中的所述转动齿轮344外侧面上均匀卡槽，卡槽内可拆卸的设置有卡齿。
在实际使用过程中，通过增加或者减少卡齿的个数可以改变调节单元35的摆动幅度，进行可以实现对不同宽度的焊缝进行使用的功能。
参照图5-6所示，为了实现焊头与焊缝之间的距离始终保持一致，在本实施例中设置了调节单元35，所述调节单元35包括转动座351、导向套管352、导向杆353、限位板354和复位弹簧355，所述摆动单元34右侧中部通过轴承安装有转动座351，转动座351中部设置有导向套管352，导向套管352中部通过滑动配合的方式连接有导向杆353，导向杆353下端设有限位板354，位于限位板354与导向套管352之间的导向杆353上设置有复位弹簧355，导向杆353下端为光滑弧形面。
在实际使用过程中，当转动座351转动时，转动座351带动导向杆353在导向套管352内部滑动，导向杆353下端的光滑弧形面在焊缝内壁上滑动，导向杆353根据焊缝的深度进行自适应性调节，导向杆353上端进而可以带动激光焊头36以及电弧焊头38进行高度调节，复位弹簧355起到复位的作用。
为了实现准确的对激光焊头36的角度进行调节，在本实施例中的导向杆353上端右侧安装有保持架3531，保持架3531截面呈梯形结构，保持架3531外侧面上均匀连接槽，激光焊头36上设置有与保持架3531配合的转动槽，转动槽内壁上设置有防滑凸起，激光焊头36通过销轴与保持架3531相连接。
在实际使用过程中，当激光焊头36转动时，防滑凸起可以与连接槽相配合，可以实现对激光焊头36进行角度固定的功能，使得激光焊头36可以准确的保持在一定的角度。
不同厚度的钢板之间的焊缝深度是不同的，为了实现对不同深度的焊缝进行准确的焊接加工，在本实施例中的限位板354可调的设置在导向杆353上，具体的，限位板354可以通过螺纹配合的方式与导向杆353相连接。
在实际使用过程中，通过改变限位板354的位置可以对导向杆353下端的位置进行调节，使得导向杆353下端可以准确的与焊缝底部相接触。
为了可以实现电弧焊头38与激光焊头36之间的配合使用，在本实施例中设置了连接架37，所述连接架37呈弧形结构，连接架37通过螺钉安装在激光焊头36外侧，连接架37中部设置有弧形槽，电弧焊头38通过锁紧螺钉安装在弧形槽内。
在实际使用过程中，电弧焊头38的倾斜角度可以有效地调节，使得电弧焊头38可以准确的与激光焊头36相配合，保证钢板之间的准确焊接加工效果。
本实施例的实施原理为：
1：钢板夹持，将待加工的钢板放置在工作台架1上端，通过定位夹具对钢板进行夹持固定，使得相邻钢板之间的焊缝处于工作台架1上端中部。
2：焊头定位调节，通过气缸322带动定位架324向下运动，使得定位架324下端可以与钢板表面相接触，进而可以实现对激光焊头36以及电弧焊头38的高度定位，同时可以调节限位板354的位置高度，使得导向杆353下端可以准确的与焊缝底部相接触。
3：焊接加工，电动滑轨2水平移动的同时，摆动单元34可以带动激光焊头36以及电弧焊头38同步摆动，使得激光焊头36以及电弧焊头38可以沿Z字型轨迹运动，保证焊缝可以准确填充，焊接效果好，无成形缺陷。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置，包括工作台架(1)以及设置于工作台架(1)上端的电动滑轨(2)，其特征在于，还包括：
复合焊接模块(3)，所述复合焊接模块(3)安装在电动滑轨(2)上端，电动滑轨(2)用于带动复合焊接模块(3)左右往复移动，复合焊接模块(3)采用激光与电弧相结合的焊接设计，复合焊接模块(3)在随电动滑轨(2)往复移动过程中进行往复摆动，同时复合焊接模块(3)距钢板的距离根据焊缝的深度进行适应性调节；
所述复合焊接模块(3)包括防护架(31)、定位单元(32)、凹型槽(33)、摆动单元(34)、调节单元(35)、激光焊头(36)、连接架(37)和电弧焊头(38)，所述防护架(31)安装在电动滑轨(2)上端，防护架(31)呈U型结构，防护架(31)中部安装有定位单元(32)，定位单元(32)中部设置有凹型槽(33)，凹型槽(33)内部安装有摆动单元(34)，凹型槽(33)右侧面中部通过轴承安装有调节单元(35)，调节单元(35)内侧面与摆动单元(34)相连接，调节单元(35)右侧上端通过销轴铰接有激光焊头(36)，激光焊头(36)右侧中部安装有连接架(37)，连接架(37)之间可调设置有电弧焊头(38)；
所述定位单元(32)包括滑板(321)、气缸(322)、滑块(323)和定位架(324)，所述的防护架(31)下端对称安装有滑板(321)，滑板(321)内侧面上设置有滑槽，滑槽内通过滑动配合的方式连接有滑块(323)，滑块(323)之间安装有定位架(324)，定位架(324)上端与防护架(31)之间安装有气缸(322)；
所述摆动单元(34)包括电动滑块(341)、滑动板(342)、齿条板(343)和转动齿轮(344)，所述凹型槽(33)内部安装有电动滑块(341)，电动滑块(341)上端设置有滑动板(342)，滑动板(342)上端安装有齿条板(343)，齿条板(343)与转动齿轮(344)相啮合，转动齿轮(344)安装在调节单元(35)上，转动齿轮(344)为不完全齿轮；
所述调节单元(35)包括转动座(351)、导向套管(352)、导向杆(353)、限位板(354)和复位弹簧(355)，所述摆动单元(34)右侧中部通过轴承安装有转动座(351)，转动座(351)中部设置有导向套管(352)，导向套管(352)中部通过滑动配合的方式连接有导向杆(353)，导向杆(353)下端设有限位板(354)，位于限位板(354)与导向套管(352)之间的导向杆(353)上设置有复位弹簧(355)，导向杆(353)下端为光滑弧形面；
转动座(351)转动时，转动座(351)带动导向杆(353)在导向套管(352)内部滑动，导向杆(353)下端的光滑弧形面在焊缝内壁上滑动，导向杆(353)根据焊缝的深度进行自适应性调节，导向杆(353)上端进而可以带动激光焊头(36)以及电弧焊头(38)进行高度调节；
所述的限位板(354)可调的设置在导向杆(353)上；
通过改变限位板(354)的位置可以对导向杆(353)下端的位置进行调节，使得导向杆(353)下端可以准确的与焊缝底部相接触。
2.根据权利要求1所述的一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置，其特征在于：所述转动齿轮(344)外侧面上均匀卡槽，卡槽内可拆卸的设置有卡齿。
3.根据权利要求1所述的一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置，其特征在于：所述导向杆(353)上端右侧安装有保持架(3531)，保持架(3531)截面呈梯形结构，保持架(3531)外侧面上均匀连接槽，激光焊头(36)上设置有与保持架(3531)配合的转动槽，转动槽内壁上设置有防滑凸起，激光焊头(36)通过销轴与保持架(3531)相连接。
4.根据权利要求1所述的一种复合耐磨钢板板材复合焊接装置，其特征在于：所述连接架(37)呈弧形结构，连接架(37)通过螺钉安装在激光焊头(36)外侧，连接架(37)中部设置有弧形槽，电弧焊头(38)通过锁紧螺钉安装在弧形槽内。
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