CN214079766U - 激光-电弧复合焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种激光‑电弧复合焊装置，包括：激光焊接头、调节机构、转接板和焊枪，激光焊接头通过转接板与调节机构连接，调节机构与焊枪连接，以使焊枪在调节机构的带动下能够与激光焊接头发生相对移动。本实用新型实施例提供的激光‑电弧复合焊装置，通过设置调节机构，使焊枪和激光焊接头之间可以进行多维度的相对位置的调节，以及角度的调节，以利于复合焊达到最优的焊接工艺条件。通过调整焊枪的高度，可使激光焊接头配备不同焦长的激光头，使激光‑电弧复合焊装置可以适用于多种工况，增强了激光‑电弧复合焊装置的通用性。另外，通过转接板连接激光焊接头、调节机构和焊枪，减轻了激光焊接头的压力，提高了焊接过程的稳定性。

Description

激光-电弧复合焊装置

技术领域

本实用新型涉及激光-电弧复合焊技术领域，尤其涉及一种激光-电弧复合焊装置。

背景技术

长期以来，激光焊接和电弧焊接两种工艺由于能源传输的物理过程和能源流动的方式不同，都有其各自的特殊应用领域。

在激光电弧复合焊接过程中，激光束和电弧在一个共同的熔池中相互作用，它们协同作用产生了深而窄的焊缝，从而提高了生产率。激光焊接热因影响区非常窄，能够产生狭窄而深的焊缝而著称，因为激光束可以聚焦在很小的区域上。光束的紧密聚焦可实现更高的焊接速度，从而减少了热量输入并降低了焊接零件的热变形几率。然而，对于大多数用于焊接的激光系统而言，激光焊接系统较昂贵并且电效率非常差。激光焊接的缝隙桥接能力差，因此在工件装配和边缘准备中要求很高的进动。激光焊接对于铝，铜，金等高反射率材料也非常困难。与此相反，电弧焊工艺具有出色的间隙桥接能力，高电效率，并且可以有效地焊接具有高反射率的材料。电弧焊接系统比同等容量的激光焊接系统便宜。但是，电弧焊过程中的低能量密度会使该过程变慢，从而在焊接区域产生大量的热量输入，并导致焊接零件的热变形。激光焊接和电弧焊在同一焊接池中使用时，混合效应弥补了工艺的缺陷，并补充了其优势。

常规的激光-电弧复合焊装置，是将焊枪挂在激光头上，焊枪和激光头之间的相对位置不好调整，难以充分发挥激光-电弧复合焊接的优势。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种激光-电弧复合焊装置，用以解决现有技术中激光头与焊枪相对位置不好调整的缺陷。

本实用新型实施例提供一种激光-电弧复合焊装置，包括：激光焊接头、调节机构、转接板和焊枪，所述激光焊接头通过所述转接板与所述调节机构连接，所述调节机构与所述焊枪连接，以使所述焊枪在所述调节机构的带动下能够与所述激光焊接头发生相对移动。

根据本实用新型一个实施例的激光-电弧复合焊装置，所述调节机构包括Z轴升降杆，所述Z轴升降杆与所述焊枪连接，以调整所述焊枪的高度。

根据本实用新型一个实施例的激光-电弧复合焊装置，所述Z轴升降杆包括：彼此连接的第一杆体和第二杆体，且所述第二杆体的尺寸大于所述第一杆体的尺寸。

根据本实用新型一个实施例的激光-电弧复合焊装置，所述调节机构还包括R轴调节块，所述R轴调节块安装在所述第二杆体上，并与所述焊枪连接，以调整所述焊枪与所述激光焊接头之间的角度。

根据本实用新型一个实施例的激光-电弧复合焊装置，所述R轴调节块为圆弧形结构。

根据本实用新型一个实施例的激光-电弧复合焊装置，所述R轴调节块上开设有弧形槽，连接件穿过所述弧形槽与所述第二杆体连接。

根据本实用新型一个实施例的激光-电弧复合焊装置，所述调节机构还包括固定块，所述固定块用于将所述焊枪安装至所述R轴调节块上。

根据本实用新型一个实施例的激光-电弧复合焊装置，所述调节机构还包括Y轴调节组件，所述Y轴调节组件与所述转接板连接，且与所述Z轴升降杆垂直连接。

根据本实用新型一个实施例的激光-电弧复合焊装置，所述调节机构还包括X轴调节组件和Z轴调节组件，所述X轴调节组件、所述Z轴调节组件与所述Y轴调节组件相互之间均垂直设置，且所述X轴调节组件和所述Z轴调节组件均与所述Z轴升降杆连接。

根据本实用新型一个实施例的激光-电弧复合焊装置，还包括加长柱，所述加长柱的一端与所述转接板连接，所述加长柱的另一端与机械手连接。

本实用新型实施例提供的激光-电弧复合焊装置，通过设置调节机构，使焊枪和激光焊接头之间可以进行多维度的相对位置的调节，同时也可以调节焊枪和激光焊接头之间的角度，以利于复合焊达到最优的焊接工艺条件。通过调整焊枪的高度，可使激光焊接头配备不同焦长的激光头，使激光-电弧复合焊装置可以适用于多种工况，增强了激光-电弧复合焊装置的通用性。另外，本实用新型实施例提供的激光-电弧复合焊装置通过转接板连接激光焊接头、调节机构和焊枪，减轻了激光焊接头的压力，提高了焊接过程的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图逐一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种激光-电弧复合焊装置的结构示意图；

图2是图1示出的激光-电弧复合焊装置的另一方向视图；

图3是图1示出的激光-电弧复合焊装置的又一方向视图。

附图标记：

1：Z轴升降杆；2：Y轴调节组件；3：Z轴调节组件；4：R轴调节块；5：固定块；6：加长柱；7：转接板；8：激光焊接头；9：X轴调节组件；11：第一杆体；12：第二杆体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图3描述本实用新型实施例的激光-电弧复合焊装置。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，激光-电弧复合焊装置包括：激光焊接头8、调节机构、转接板7和焊枪。具体来说，转接板7的一端与激光焊接头8连接，另一端与调节机构连接，调节机构与焊枪连接。调节机构可以带动焊枪在水平面移动，以使焊枪与激光焊接头8之间的相对位置进行多维度的调整；调节机构也可以带动焊枪在高度方向移动，此时，激光焊接头8可配备不同焦长的激光头，以增强激光-电弧复合焊装置的通用性。调节机构还可以调整焊枪与激光焊接头8之间的角度，达到最优的复合焊工艺条件。

进一步地，该调节机构可以是X、Y、Z三个方向设置的电机驱动组件，以调节焊枪与激光焊接头8之间的相对位置。同时，该调节机构还可以包括圆弧形的调节块，以调节焊枪与激光焊接头8之间的角度。

本实用新型实施例提供的激光-电弧复合焊装置，通过设置调节机构，使焊枪和激光焊接头之间可以进行多维度的相对位置的调节，同时也可以调节焊枪和激光焊接头之间的角度，以利于复合焊达到最优的焊接工艺条件。通过调整焊枪的高度，可使激光焊接头配备不同焦长的激光头，使激光-电弧复合焊装置可以适用于多种工况，增强了激光-电弧复合焊装置的通用性。另外，本实用新型实施例提供的激光-电弧复合焊装置通过转接板连接激光焊接头、调节机构和焊枪，减轻了激光焊接头的压力，提高了焊接过程的稳定性。

如图1至图3所示，在本实用新型的一个实施例中，调节机构包括X轴调节组件9、Y轴调节组件2和Z轴调节组件3，其中Y轴调节组件2与转接板7连接。具体来说，X轴调节组件9、Y轴调节组件2和Z轴调节组件3互相垂直设置，以使焊枪能够在水平面和高度方向进行移动，进而调节焊枪与激光焊接头8之间的相对位置。具体地，在本实用新型的一个实施例中，在X轴调节组件9和Y轴调节组件2的驱动下，以焊丝与激光焊接头8红光相交点为零点，焊枪可在水平面内前后左右移动10mm。在Z轴调节组件3的驱动下，焊枪可以在高度方向向上或者向下移动100mm。进一步地，每个方向的调节组件均可以为电机驱动丝杆移动，丝杆带动滑块移动，滑块带动Z轴升降杆1移动的结构。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，调节机构还包括Z轴升降杆1，该Z轴升降杆1包括彼此连接的第一杆体11和第二杆体12。第一杆体11用于与X轴调节组件9、Y轴调节组件2和Z轴调节组件3连接；第二杆体12用于与焊枪连接。在X轴调节组件9、Y轴调节组件2和Z轴调节组件3的驱动下，Z轴升降杆1带动焊枪可进行高度方向的位置调节，当焊枪的高度不同时，激光焊接头8可配备不同焦长的激光头，以增强激光-电弧复合焊装置的通用性。进一步地，在本实用新型的一个实施例中，Z轴升降杆1可向上或者向下移动100mm。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，第一杆体11可以为圆柱杆或者方形杆，第二杆体12可以为圆形板，也可以为方形板，但其尺寸要大于第一杆体11的尺寸。可选地，当第一杆体11为圆柱杆时，其直径可以为20mm，材质可以为强度较高的钢种，以增强第一杆体11的刚度，以满足固定焊枪的载荷要求。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，调节机构还包括：R轴调节块4和固定块5。具体来说，R轴调节块4的一端安装在第二杆体12上，焊枪通过固定块5安装在R轴调节块4的另一端。R轴调节块4用于调节焊枪与激光焊接头8之间的相对角度，在现有技术中焊枪与激光焊接头8之间的角度一般最小仅能达到30°，而从理论上来讲，焊枪与激光焊接头8之间的角度越小，复合焊的效果越好。本实用新型实施例提供的激光-电弧复合焊装置充分考虑了各种干涉效应后，焊枪与激光焊接头8之间的角度最小可达到20°，相较于现有技术，有了显著的进步。同时，焊枪与激光焊接头8之间的角度范围可以达到20°-60°，可以充分调整该角度，来研究焊枪与激光焊接头8之间的相对角度对复合焊焊接效果的影响。

当第二杆体12为方形板时，R轴调节块4沿方形板的对角线方向设置，以使焊枪与激光焊接头8之间形成角度。当第二杆体12为圆形板，R轴调节块4沿圆形板的直径方向设置，且需要使焊枪与激光焊接头8之间也形成一定的角度。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，可选地，R轴调节块4为带有弧度的结构，其上开设有弧形槽，连接件穿过该弧形槽与第二杆体12连接。实际使用时，将焊枪与激光焊接头8之间的角度调整好后，可通过连接件来将R轴调节块4与第二杆体12进行固定。进一步地，连接件可以为螺钉。

如图2和图3所示，在本实用新型的一个实施例中，激光-电弧复合焊装置还包括加长柱6，加长柱6的一端与转接板7连接，另一端与机械手连接。具体来说，在现有技术中，焊枪是直接挂在激光焊接头8上，也即激光焊接头8要承载焊枪的全部重量，增加了激光焊接头8的压力。在本实施例中，焊枪通过调节机构和转接板7连接在加长柱6上，激光焊接头8也是通过转接板7连接在加长柱6上，而加长柱6与机械手的法兰连接，增加了激光-电弧复合焊装置的刚度，减轻了激光焊接头8的压力，保证了焊接过程的稳定性。同时，通过设置加长柱6，避免了激光-电弧复合焊装置与机械手之间发生干涉。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种激光-电弧复合焊装置，其特征在于，包括：激光焊接头、调节机构、转接板和焊枪，所述激光焊接头通过所述转接板与所述调节机构连接，所述调节机构与所述焊枪连接，以使所述焊枪在所述调节机构的带动下能够与所述激光焊接头发生相对移动。

2.根据权利要求1所述的激光-电弧复合焊装置，其特征在于，所述调节机构包括Z轴升降杆，所述Z轴升降杆与所述焊枪连接，以调整所述焊枪的高度。

3.根据权利要求2所述的激光-电弧复合焊装置，其特征在于，所述Z轴升降杆包括：彼此连接的第一杆体和第二杆体，且所述第二杆体的尺寸大于所述第一杆体的尺寸。

4.根据权利要求3所述的激光-电弧复合焊装置，其特征在于，所述调节机构还包括R轴调节块，所述R轴调节块安装在所述第二杆体上，并与所述焊枪连接，以调整所述焊枪与所述激光焊接头之间的角度。

5.根据权利要求4所述的激光-电弧复合焊装置，其特征在于，所述R轴调节块为圆弧形结构。

6.根据权利要求4所述的激光-电弧复合焊装置，其特征在于，所述R轴调节块上开设有弧形槽，连接件穿过所述弧形槽与所述第二杆体连接。

7.根据权利要求4所述的激光-电弧复合焊装置，其特征在于，所述调节机构还包括固定块，所述固定块用于将所述焊枪安装至所述R轴调节块上。

8.根据权利要求2所述的激光-电弧复合焊装置，其特征在于，所述调节机构还包括Y轴调节组件，所述Y轴调节组件与所述转接板连接，且与所述Z轴升降杆垂直连接。

9.根据权利要求8所述的激光-电弧复合焊装置，其特征在于，所述调节机构还包括X轴调节组件和Z轴调节组件，所述X轴调节组件、所述Z轴调节组件与所述Y轴调节组件相互之间均垂直设置，且所述X轴调节组件和所述Z轴调节组件均与所述Z轴升降杆连接。

10.根据权利要求1所述的激光-电弧复合焊装置，其特征在于，还包括加长柱，所述加长柱的一端与所述转接板连接，所述加长柱的另一端与机械手连接。

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