CN116117321B - 一种异质金属激光焊接设备与激光焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接设备技术领域，具体地说，涉及一种异质金属激光焊接设备与激光焊接方法，包括平台底板，平台底板上滑动连接有激光焊接设备；移动平台的底部远离伸缩杆的后端设有降温设备；平台底板的顶部于远离匚字形主壳体的另一侧两个边角处均安装有金属夹持机构。该异质金属激光焊接设备，通过轴向和径向分别设置的焊机设备滑槽和平台滑槽，使得、激光焊接头主体的焊接范围得到提高，同时通过金属夹持机构，确保异质金属焊接稳定的同时，又能够适应不同尺寸；通过降温设备，在异质金属焊接后的第一时间就能够准确对准焊接点并对其进行物理降温，控制和缩短了金属在液态或高温固态下的停留时间，避免了焊缝稀释，提高了焊接质量。

Description

一种异质金属激光焊接设备与激光焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，具体地说，涉及一种异质金属激光焊接设备与激光焊接方法。

背景技术

激光焊接是激光辐射加热工件表面，属于熔焊的一种，而只要是熔焊，部分母材熔入焊缝就会引起稀释，另外，还会形成诸如金属间化合物、共晶体等。为了减轻这类不利影响，必须控制和缩短金属在液态或高温固态下的停留时间，但是现有的激光焊接设备通常是通过自然散热的方式进行冷却，冷却速度慢，冷却时间长。

授权公告号为CN214443858U的发明专利公开了一种激光焊接设备，包括了焊接机、激光焊接头、水平调整板和调整竖板，所述激光焊接头安装在焊接机顶端的一侧；所述焊接机的下端连接有工作台；两个所述水平调整板安装在工作台的两侧；每个所述水平调整板的上端均与调整竖板的下端连接。

虽然该技术通过在工作台的两侧设置滑轨，使水平调整板和调整竖板能够配合使用，将焊件需要焊接的位置稳定可靠地固定在激光焊接头的正下方，操作简单便捷，连接稳定可靠，提升了激光焊接设备的便捷性能和使用功能。但是该技术在使用时，还是没有解决熔焊在焊接异质金属时的弊端，鉴于此，我们提出一种异质金属激光焊接设备与激光焊接方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种异质金属激光焊接设备与激光焊接方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的目的之一在于，提供了一种异质金属激光焊接设备，包括平台底板，所述平台底板上滑动连接有激光焊接设备；

所述激光焊接设备包括匚字形主壳体，所述匚字形主壳体顶部横梁的底面滑动连接有移动平台；

所述移动平台的底部前端安装有伸缩杆，所述伸缩杆伸缩端的底部设有激光焊接头主体，所述移动平台的底部远离所述伸缩杆的后端设有降温设备；

所述降温设备包括呈圆筒状的外壳体，所述外壳体的内部顶面安装有第三电机，所述第三电机的输出端同轴连接有转轴，所述转轴靠近底部位置设有若干呈圆周分布的散热叶片；

所述平台底板的顶部于远离所述匚字形主壳体的另一侧两个边角处均安装有金属夹持机构。

作为优选，所述平台底板内部开设有纵向截面呈L形的、用于所述匚字形主壳体轴向移动的焊机设备滑槽，所述焊机设备滑槽的尺寸与所述匚字形主壳体底部横梁的尺寸相适配，所述平台底板的顶面前端开设有两条夹板滑槽，所述平台底板前后侧面均焊接固定有用于确保整体设备平衡稳定的配重仓。

作为优选，所述平台底板的左侧面通过螺栓固定有第一电机，所述第一电机的输出端同轴连接有穿过所述匚字形主壳体底部横梁且与所述焊机设备滑槽右侧面转动连接的第一丝杆，所述第一丝杆与所述匚字形主壳体底部横梁螺纹连接。

作为优选，所述匚字形主壳体的顶部横梁设有用于所述移动平台径向移动的平台滑槽，所述匚字形主壳体顶部横梁的前端中心位置通过螺栓固定有第二电机，所述第二电机的输出端同轴连接有穿过所述移动平台且与所述平台滑槽后侧面转动连接的第二丝杆，所述第二丝杆与所述移动平台螺纹连接。

作为优选，所述伸缩杆与所述移动平台通过螺栓固定连接，所述伸缩杆的外套管和内插管的外侧壁上均开设有若干呈线性排列的限位螺纹孔，所述限位螺纹孔内螺纹连接有用于固定伸缩杆伸缩位置的限位螺栓，所述激光焊接头主体与所述伸缩杆的内插管底端卡接固定。

作为优选，所述外壳体与所述移动平台通过螺栓连接，所述外壳体靠近顶部位置开设有若干进风口，所述第三电机通过螺栓与所述外壳体固定连接，所述散热叶片与所述转轴焊接固定。

作为优选，所述金属夹持机构包括与所述平台底板顶面靠后处焊接固定的固定夹板，所述固定夹板与所述夹板滑槽的位置相对应，所述夹板滑槽的内部均滑动套接有与所述固定夹板平行的活动夹板，所述活动夹板上螺纹连接有用于固定小件焊接金属的固定螺栓，所述夹板滑槽前内侧面和所述活动夹板之间固定连接有若干调节弹簧。

本发明的目的之二在于，提供了一种异质金属激光焊接设备的激光焊接方法，如前所述的异质金属激光焊接设备进行焊接作业，具体包括如下步骤：

S1、首先确定配重仓和平台底板固定良好，之后拉动两端的活动夹板，分别将受焊的异质金属需焊接位置放置于平台底板顶部中轴线位置并对齐，之后松开活动夹板通过与固定夹板配合将受焊金属夹持固定；

S2、分别启动第一电机和第二电机，将激光焊接头主体移动到受焊异质金属的上方，调节伸缩杆，缩短激光焊接头主体与受焊异质金属的距离；

S3、在焊接后，启动第三电机，对焊接缝位置进行物理降温，控制并缩短金属在液态或高温固态下的停留时间，避免了焊缝稀释，提高了焊接质量，之后将焊接好的异质金属取出即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该异质金属激光焊接设备，通过轴向和径向分别设置的焊机设备滑槽和平台滑槽，使得、激光焊接头主体的焊接范围得到提高，同时通过金属夹持机构，确保异质金属焊接稳定的同时，又能够适应不同尺寸；通过降温设备，在异质金属焊接后的第一时间就能够准确对准焊接点并对其进行物理降温，控制和缩短了金属在液态或高温固态下的停留时间，避免了焊缝稀释，提高了焊接质量。

附图说明

图1为发明的整体结构示意图；

图2为发明中激光焊接设备的结构拆分图；

图3为发明中降温设备的结构拆分图；

图中：

平台底板；10、焊机设备滑槽；11、夹板滑槽；12、配重仓；

激光焊接设备；20、匚字形主壳体；201、第一电机；202、第一丝杆；203、平台滑槽；21、移动平台；210、第二电机；211、第二丝杆；22、伸缩杆；220、限位螺纹孔；221、限位螺栓；23、激光焊接头主体；

降温设备；30、外壳体；301、进风口；31、第三电机；32、转轴；320、散热叶片；

金属夹持机构；40、固定夹板；41、活动夹板；410、固定螺栓；42、调节弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参阅图1-图3，本实施例提供一种技术方案：

一种异质金属激光焊接设备，包括平台底板1，平台底板1上滑动连接有激光焊接设备2；

本实施案例中，平台底板1内部开设有纵向截面呈L形的、用于匚字形主壳体20轴向移动的焊机设备滑槽10，焊机设备滑槽10的尺寸与匚字形主壳体20底部横梁的尺寸相适配，平台底板1的顶面前端开设有两条夹板滑槽11，平台底板1前后侧面均焊接固定有用于确保整体设备平衡稳定的配重仓12；

进一步的，夹板滑槽11用于使活动夹板41可以在移动夹持异质金属可以更加顺滑稳定。

本实施案例中，激光焊接设备2包括匚字形主壳体20，匚字形主壳体20顶部横梁的底面滑动连接有移动平台21；平台底板1的左侧面通过螺栓固定有第一电机201，第一电机201的输出端同轴连接有穿过匚字形主壳体20底部横梁且与焊机设备滑槽10右侧面转动连接的第一丝杆202，第一丝杆202与匚字形主壳体20底部横梁螺纹连接；

进一步的，匚字形主壳体20的顶部横梁设有用于移动平台21径向移动的平台滑槽203，匚字形主壳体20顶部横梁的前端中心位置通过螺栓固定有第二电机210，第二电机210的输出端同轴连接有穿过移动平台21且与平台滑槽203后侧面转动连接的第二丝杆211，第二丝杆211与移动平台21螺纹连接；匚字形主壳体20用于确保在通过第一电机201驱动第一丝杆202带动壳体在焊机设备滑槽10内部移动时，壳体整体的稳定性，同时扩大焊机的焊接范围；移动平台21通过第二电机210和第二丝杆211的配合用于扩大焊机在径向上焊接的范围。

本实施案例中，移动平台21的底部前端安装有伸缩杆22，伸缩杆22伸缩端的底部设有激光焊接头主体23，移动平台21的底部远离伸缩杆22的后端设有降温设备3；

进一步的，伸缩杆22与移动平台21通过螺栓固定连接，伸缩杆22的外套管和内插管的外侧壁上均开设有若干呈线性排列的限位螺纹孔220，限位螺纹孔220内螺纹连接有用于固定伸缩杆伸缩位置的限位螺栓221，激光焊接头主体23与伸缩杆22的内插管底端卡接固定。伸缩杆22用于减少激光焊接头主体23与受焊金属之间的距离，限位螺纹孔220和限位螺栓221的配合，使得激光焊接头主体23在焊接过程中更加稳定。

本实施案例中，降温设备3包括呈圆筒状的外壳体30，外壳体30的内部顶面安装有第三电机31，第三电机31的输出端同轴连接有转轴32，转轴32靠近底部位置设有若干呈圆周分布的散热叶片320；

进一步的，外壳体30与移动平台21通过螺栓连接，外壳体30靠近顶部位置开设有若干进风口301，第三电机31通过螺栓与外壳体30固定连接，散热叶片320与转轴32焊接固定。降温设备3用来精准给焊缝降温，外壳体30用来保护第三电机31和转轴32不会被焊接时产生的热量侵扰，延长降温设备3的使用寿命。

本实施案例中，平台底板1的顶部于远离匚字形主壳体20的另一侧两个边角处均安装有金属夹持机构4。

进一步的，金属夹持机构4包括与平台底板1顶面靠后处焊接固定的固定夹板40，固定夹板40与夹板滑槽11的位置相对应，夹板滑槽11的内部均滑动套接有与固定夹板40平行的活动夹板41，活动夹板41上螺纹连接有用于固定小件焊接金属的固定螺栓410，夹板滑槽11前内侧面和活动夹板41之间固定连接有若干调节弹簧42。固定夹板40用来限制金属的放置位置，确保焊接设备能够焊接到金属的全部位置，活动夹板41和调节弹簧42的配合，用来固定尺寸不一的异质金属。

最后，需要说明的是，本发明中涉及的第一电机201、第二电机210和第三电机31等部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知的，在本装置的空闲处，将上述中所有电器件，其指代动力元件、电器件以及适配的控制器和电源通过导线进行连接，具体连接手段应参考本发明中的工作原理，各电器件之间按照先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段均为本领域公知技术。

此外，本实施例中还提供了一种异质金属激光焊接设备的激光焊接方法，具体包括如下步骤：

S1、首先确定配重仓12和平台底板1固定良好，之后拉动两端的活动夹板41，分别将受焊的异质金属需焊接位置放置于平台底板顶部中轴线位置并对齐，之后松开活动夹板41通过与固定夹板40配合将受焊金属夹持固定；

S2、分别启动第一电机201和第二电机210，将激光焊接头主体23移动到受焊异质金属的上方，调节伸缩杆22，缩短激光焊接头主体23与受焊异质金属的距离；

S3、在焊接后，启动第三电机31，对焊接缝位置进行物理降温，控制并缩短金属在液态或高温固态下的停留时间，避免了焊缝稀释，提高了焊接质量，之后将焊接好的异质金属取出即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种异质金属激光焊接设备，包括平台底板（1），其特征在于：所述平台底板（1）上滑动连接有激光焊接设备（2）；

所述激光焊接设备（2）包括匚字形主壳体（20），所述匚字形主壳体（20）顶部横梁的底面滑动连接有移动平台（21）；

所述移动平台（21）的底部前端安装有伸缩杆（22），所述伸缩杆（22）伸缩端的底部设有激光焊接头主体（23），所述移动平台（21）的底部远离所述伸缩杆（22）的后端设有降温设备（3）；

所述降温设备（3）包括呈圆筒状的外壳体（30），所述外壳体（30）的内部顶面安装有第三电机（31），所述第三电机（31）的输出端同轴连接有转轴（32），所述转轴（32）靠近底部位置设有若干呈圆周分布的散热叶片（320）；

所述平台底板（1）的顶部于远离所述匚字形主壳体（20）的另一侧两个边角处均安装有金属夹持机构（4）；

所述平台底板（1）内部开设有纵向截面呈L形的、用于所述匚字形主壳体（20）轴向移动的焊机设备滑槽（10），所述焊机设备滑槽（10）的尺寸与所述匚字形主壳体（20）底部横梁的尺寸相适配，所述平台底板（1）的顶面前端开设有两条夹板滑槽（11），所述平台底板（1）前后侧面均焊接固定有用于确保整体设备平衡稳定的配重仓（12）；

所述平台底板（1）的左侧面通过螺栓固定有第一电机（201），所述第一电机（201）的输出端同轴连接有穿过所述匚字形主壳体（20）底部横梁且与所述焊机设备滑槽（10）右侧面转动连接的第一丝杆（202），所述第一丝杆（202）与所述匚字形主壳体（20）底部横梁螺纹连接；

所述匚字形主壳体（20）的顶部横梁设有用于所述移动平台（21）径向移动的平台滑槽（203），所述匚字形主壳体（20）顶部横梁的前端中心位置通过螺栓固定有第二电机（210），所述第二电机（210）的输出端同轴连接有穿过所述移动平台（21）且与所述平台滑槽（203）后侧面转动连接的第二丝杆（211），所述第二丝杆（211）与所述移动平台（21）螺纹连接；

所述金属夹持机构（4）包括与所述平台底板（1）顶面靠后处焊接固定的固定夹板（40），所述固定夹板（40）与所述夹板滑槽（11）的位置相对应，所述夹板滑槽（11）的内部滑动套接有与所述固定夹板（40）平行的活动夹板（41），所述活动夹板（41）上螺纹连接有用于固定小件焊接金属的固定螺栓（410），所述夹板滑槽（11）前内侧面和所述活动夹板（41）之间固定连接有若干调节弹簧（42）。

2.根据权利要求1所述的异质金属激光焊接设备，其特征在于：所述伸缩杆（22）与所述移动平台（21）通过螺栓固定连接，所述伸缩杆（22）的外套管和内插管的外侧壁上均开设有若干呈线性排列的限位螺纹孔（220），所述限位螺纹孔（220）内螺纹连接有用于固定伸缩杆伸缩位置的限位螺栓（221），所述激光焊接头主体（23）与所述伸缩杆（22）的内插管底端卡接固定。

3.根据权利要求1所述的异质金属激光焊接设备，其特征在于：所述外壳体（30）与所述移动平台（21）通过螺栓连接，所述外壳体（30）靠近顶部位置开设有若干进风口（301），所述第三电机（31）通过螺栓与所述外壳体（30）固定连接，所述散热叶片（320）与所述转轴（32）焊接固定。

4.一种异质金属激光焊接设备的激光焊接方法，应用权利要求1-3任一所述的异质金属激光焊接设备进行焊接作业，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、首先确定配重仓（12）和平台底板（1）固定良好，之后拉动两端的活动夹板（41），分别将受焊的异质金属需焊接位置放置于平台底板顶部中轴线位置并对齐，之后松开活动夹板（41）通过与固定夹板（40）配合将受焊金属夹持固定；

S2、分别启动第一电机（201）和第二电机（210），将激光焊接头主体（23）移动到受焊异质金属的上方，调节伸缩杆（22），缩短激光焊接头主体（23）与受焊异质金属的距离；

S3、在焊接后，启动第三电机（31），对焊接缝位置进行物理降温，之后将焊接好的异质金属取出即可。