CN220838432U - 激光电弧复合焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光电弧复合焊接系统，其包括组立机、辊筒线体和两组焊接机构；组立机形成有运输通道和环绕运输通道设置的定位机构，定位机构用于抵住工件进行定位；辊筒线体设置于运输通道下方，用于驱动工件穿过运输通道；每组焊接机构均包括安装架、焊接组件和随动调节件，焊接组件包括分别安装于随动调节件的激光焊接件和电弧焊接件，随动调节件可伸缩地安装于安装架，随动调节件的一端用于与工件抵接；两组焊接机构相对设置于运输通道的两侧。该激光电弧复合焊接系统一次就能将工件焊接成型，提高了能量利用率，增加焊缝一次熔透深度、焊接速度；通过组立机对工件定位，降低工件的装配要求；提高了焊缝质量，改善了焊缝成型。

Description

激光电弧复合焊接系统

技术领域

本实用新型涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种激光电弧复合焊接系统。

背景技术

H钢是一种常用的结构钢材，其焊接连接方法是建筑工程中常用的一种连接方式。

目前H型钢的焊接主要采用埋弧焊和气保焊，焊接效率低、焊接热输入量大，焊接完成后板材变形量大。对于要求变形量小的工况，埋弧焊或者气保焊焊接完成后，还要进行板材校正，生产过程繁琐，生产效率低，能源消耗量大。

鉴于此，有必要提供一种新的激光电弧复合焊接系统，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种激光电弧复合焊接系统，旨在解决现有技术中焊接效率慢、能量利用率低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种激光电弧复合焊接系统，包括：

组立机，形成有运输通道和环绕所述运输通道设置的定位机构，所述定位机构用于抵住工件进行定位；

辊筒线体，设置于所述运输通道下方，用于驱动工件穿过所述运输通道；

两组焊接机构，每组所述焊接机构均包括安装架、焊接组件和随动调节件，所述焊接组件包括分别安装于所述随动调节件的激光焊接件和电弧焊接件，所述随动调节件可伸缩地安装于所述安装架，所述随动调节件的一端用于与工件抵接；两组焊接机构相对设置于所述运输通道的两侧。

在一实施例中，所述激光焊接件与所述电弧焊接件间隔安装在所述随动调节件，沿远离所述随动调节件的方向，所述激光焊接件与所述电弧焊接件逐渐靠近。

在一实施例中，所述安装架设置有滑杆和两组套设于所述滑杆外周的缓冲弹簧，所述随动调节件包括滑座、延伸部和随动导向轮，所述滑座套设于所述滑杆外周且与所述滑杆滑动连接，两组所述缓冲弹簧分别设置于所述滑座的两侧，所述延伸部的两端分别连接所述滑座和所述随动导向轮，所述随动导向轮用于与工件抵接。

在一实施例中，所述焊接机构还包括平移组件和升降组件，所述升降组件可滑动地安装于所述平移组件，所述安装架可升降地安装于所述升降组件。

在一实施例中，所述平移组件包括平移驱动件和底座，所述升降组件包括升降驱动件和立柱，所述立柱可滑动地安装于所述底座，所述安装架可升降地安装于所述立柱，所述平移驱动件安装于所述底座，所述平移驱动件的输出端与所述立柱连接，所述升降驱动件安装于所述立柱，所述升降驱动件的输出端与所述安装架连接。

在一实施例中，所述定位机构包括承载滚轮、两组侧部支撑滚轮和压紧件，所述承载滚轮设置于所述运输通道的下侧，两组所述侧部支撑滚轮可伸缩地设置于所述运输通道的两侧，所述压紧件可升降地安装于所述组立机的顶部，所述压紧件用于与工件的顶部抵接。

在一实施例中，所述辊筒线体包括上料辊筒线和下料辊筒线，所述上料辊筒线和所述下料辊筒线间隔设置于所述组立机的两侧。

在一实施例中，所述焊接机构设置于所述下料辊筒线和所述组立机之间。

在一实施例中，所述激光电弧复合焊接系统还包括控制柜、激光器和弧焊机，所述控制柜与所述激光器通信连接，所述激光器与所述激光焊接件连接，所述弧焊机与所述电弧焊接件连接。

在一实施例中，所述激光电弧复合焊接系统还包括制冷水箱，所述制冷水箱用于冷却所述激光器内部和所述激光焊接件。

上述方案中，运输通道用于供工件通过，定位机构则用于保持工件在被辊筒线体驱动穿过运输通道时，从多个方位提供支撑，避免工件移位。工件具体包括翼板和腹板，翼板水平设置，腹板竖直设置在翼板上，焊接机构则对翼板和腹板的连接位置进行焊接；在焊接时，两组焊接机构分别处于腹板的两侧，随着腹板的向前移动，两组焊接机构从两侧对工件进行对称焊接，两边一次成型，即提高了效率，也降低了安全隐患，根据工件腹板的厚度不同，工件的腹板可以挤压随动调节件后退，使得随动调节件可以自适应地调节焊接组件相对于工件的位置，以便于焊接组件能够更好地对焊接处进行焊接；在同一侧，激光焊接件和电弧焊接件同时对工件的焊缝位置进行同时焊接，两者相互作用实现深熔焊接，采用激光-电弧复合焊接，利用激光和电弧作为双重热源，同时作用在同一熔池，形成激光引导并稳定电弧，电弧提高金属对激光的吸收率，激光与电弧之间存在相互作用和能量的耦合增强熔滴过渡桥接能力，充分发挥了激光焊和电弧焊的优势，又弥补了各自的不足。尤其是在中、大厚度的材料焊接方面，复合焊接技术具有更大的优势；因为传统的焊接方法会存在诸如接头强度低、效率低、变形严重、焊材消耗量大等缺点；而且采用单激光焊接也存在一些不足，如接头装配工艺要求高、焊接能力受激光功率的制约大、桥接能力差、焊缝咬边严重等。

该实用新型一次就能将工件焊接成型，提高了能量利用率，增加焊缝一次熔透深度、焊接速度；通过组立机对工件定位，降低工件的装配要求；提高了焊缝质量，改善了焊缝成型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例激光电弧复合焊接系统和工件的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例激光电弧复合焊接系统和工件一视角的局部放大图；

图3为本实用新型实施例激光电弧复合焊接系统和工件另一视角的局部放大图；

图4为本实用新型实施例激光电弧复合焊接系统中焊接组件、随动调节件和安装架的立体结构示意图。

标号说明：

标号	名称	标号	名称
				110	工件	121	承载滚轮
120	翼板	122	侧部支撑滚轮
				130	腹板	123	压紧件
1	组立机	311	滑杆
				2	辊筒线体	312	缓冲弹簧
3	焊接机构	321	激光焊接件
				11	运输通道	322	电弧焊接件
12	定位机构	331	滑座
				21	上料辊筒线	332	延伸部
22	下料辊筒线	333	随动导向轮
				31	安装架	341	平移驱动件
32	焊接组件	342	底座
				33	随动调节件	351	升降驱动件
34	平移组件	352	立柱
				35	升降组件

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施方式中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参照图1～图4，本实用新型提供一种激光电弧复合焊接系统，其包括组立机1、辊筒线体2和两组焊接机构3；组立机1形成有运输通道11和环绕运输通道11设置的定位机构12，定位机构12用于抵住工件110进行定位；辊筒线体2设置于运输通道11下方，用于驱动工件110穿过运输通道11；每组焊接机构3均包括安装架31、焊接组件32和随动调节件33，焊接组件32包括分别安装于随动调节件33的激光焊接件321和电弧焊接件322，随动调节件33可伸缩地安装于安装架31，随动调节件33的一端用于与工件110抵接；两组焊接机构3相对设置于运输通道11的两侧。

上述实施例中，运输通道11用于供工件110通过，定位机构12则用于保持工件110在被辊筒线体2驱动穿过运输通道11时，从多个方位提供支撑，避免工件110移位。工件110具体包括翼板120和腹板130，翼板120水平设置，腹板130竖直设置在翼板120上，焊接机构3则对翼板120和腹板130的连接位置进行焊接；在焊接时，两组焊接机构3分别处于腹板130的两侧，随着腹板130的向前移动，两组焊接机构3从两侧对工件110进行对称焊接，两边一次成型，即提高了效率，也降低了安全隐患，根据工件110腹板130的厚度不同，工件110的腹板130可以挤压随动调节件33后退，使得随动调节件33可以自适应地调节焊接组件32相对于工件110的位置，以便于焊接组件32能够更好地对焊接处进行焊接；在同一侧，激光焊接件321和电弧焊接件322同时对工件110的焊缝位置进行同时焊接，两者相互作用实现深熔焊接，采用激光-电弧复合焊接，利用激光和电弧作为双重热源，同时作用在同一熔池，形成激光引导并稳定电弧，电弧提高金属对激光的吸收率，激光与电弧之间存在相互作用和能量的耦合增强熔滴过渡桥接能力，充分发挥了激光焊和电弧焊的优势，又弥补了各自的不足。尤其是在中、大厚度的材料焊接方面，复合焊接技术具有更大的优势；因为传统的焊接方法会存在诸如接头强度低、效率低、变形严重、焊材消耗量大等缺点；而且采用单激光焊接也存在一些不足，如接头装配工艺要求高、焊接能力受激光功率的制约大、桥接能力差、焊缝咬边严重等。该实施例一次就能将工件110焊接成型，提高了能量利用率，增加焊缝一次熔透深度、焊接速度；通过组立机1对工件110定位，降低工件110的装配要求；提高了焊缝质量，改善了焊缝成型。

其中，工件110可以是H型钢、工字钢或者T型钢等。

参照图4，在一实施例中，激光焊接件321与电弧焊接件322间隔安装在随动调节件33，沿远离随动调节件33的方向，激光焊接件321与电弧焊接件322逐渐靠近。激光焊接件321与电弧焊接件322相互呈角度设置，在靠近工件110焊缝的位置，两者之间的距离较小，以便于同时作用于同一熔池。激光焊接熔池的特征是“深而窄”，开口面积小，深度大，不利于焊缝成型；电弧焊接熔池的特征是“浅而宽”，开口面积大，深度小，有利于焊缝成型，桥接能力强。在复合焊接过程中两个热源同时作用于母材，两个热源之间存在着相互影响，而且两个熔池之间也存在着相互影响，最终会形成一种新的复合熔池，该复合熔池同时具备激光熔池的“大深度”和电弧熔池的“大面积”，这种复合熔池的深度大、焊缝成型较好、桥接能力强，激光-电弧复合焊接可以实现多道堆叠焊接，可以实现大厚度材料的焊接，并且因为电弧的原因上下焊道以及侧壁的熔合能力非常强。激光焊接件321发出的激光束具体可以是CO2气体激光束、YAG固体激光束(YAG：钇铝石榴石)、半导体激光束或光纤激光束；电弧焊接件322具体可以是TIG焊枪(钨极惰性气体保护焊)、MIG焊枪(金属极惰性气体保护焊)或MAG焊枪(金属极活性气体保护焊)。

参照图3和图4，在一实施例中，为了在随动调节件33移位后能够自动复位，安装架31设置有滑杆311和两组套设于滑杆311外周的缓冲弹簧312，随动调节件33包括滑座331、延伸部332和随动导向轮333，滑座331套设于滑杆311外周且与滑杆311滑动连接，两组缓冲弹簧312分别设置于滑座331的两侧，延伸部332的两端分别连接滑座331和随动导向轮333，随动导向轮333用于与工件110抵接。缓冲弹簧312为压缩弹簧，无论是靠近腹板130或者远离腹板130，均会有弹性力作用在滑座331上。

参照图2，在一实施例中，焊接机构3还包括平移组件34和升降组件35，升降组件35可滑动地安装于平移组件34，安装架31可升降地安装于升降组件35。通过设置平移组件34和升降组件35，能够更好地调节焊接组件32的位置，以适应不同规格的工件110，适用范围更广，并且具有调节方便的优点。

具体地，平移组件34包括平移驱动件341和底座342，升降组件35包括升降驱动件351和立柱352，立柱352可滑动地安装于底座342，安装架31可升降地安装于立柱352，平移驱动件341安装于底座342，平移驱动件341的输出端与立柱352连接，升降驱动件351安装于立柱352，升降驱动件351的输出端与安装架31连接。平移驱动件341具体可以是通过丝杆传动的结构与立柱352连接，在该方式中，平移驱动件341为电机，具有运行稳定，位移距离易控制的优点，精度高；也可以是气缸或油缸的伸缩驱动方式。同样的，升降驱动件351的设置可以参照平移驱动件341。

参照图2和图3，在一实施例中，定位机构12包括承载滚轮121、两组侧部支撑滚轮122和压紧件123，承载滚轮121设置于运输通道11的下侧，两组侧部支撑滚轮122可伸缩地设置于运输通道11的两侧，压紧件123可升降地安装于组立机1的顶部，压紧件123用于与工件110的顶部抵接。承载滚轮121可转动，用于从工件110的下方支撑，具体为支撑翼板120；侧部支撑滚轮122则与腹板130的侧面抵接，避免腹板130倾倒，压紧件123的底部同样可以与腹板130抵接，通过相对腹板130升降，可以更好地适应腹板130的高度，实现将翼板120和腹板130压紧，压紧件123的底部同样可以设置有与腹板130顶部配合的带凹槽的滚轮，以便于腹板130沿着该凹槽移动。

参照图1，在一实施例中，辊筒线体2包括上料辊筒线21和下料辊筒线22，上料辊筒线21和下料辊筒线22间隔设置于组立机1的两侧。上料辊筒线21处于组立机1的进料侧，可以为工件110的移动提供动力，驱动工件110移动，上料辊筒线21设置有主动轮，工件110架设在多个主动轮上；下料辊筒线22处于组立机1的出料侧，为工件110焊接完成后提供下料支撑，下料辊筒线22设置有从动轮，工件110可以在从动轮上滑动。

参照图1，在一实施例中，焊接机构3设置于下料辊筒线22和组立机1之间。工件110经过上料辊筒线21的运输穿过组立机1后，工件110被定位机构12定位，才方便焊接组件32对工件110进行焊接，避免位置发生偏差。

在一实施例中，激光电弧复合焊接系统还包括控制柜、激光器和弧焊机，控制柜与激光器通信连接，激光器与激光焊接件321连接，弧焊机与电弧焊接件322连接。通信连接具体可以是电连接或者无线连接，激光器用于提供激光热源，控制柜可以控制激光焊接件321的出光模式，功率大小、曲线调节等。弧焊机具体可以是二氧化碳弧焊机，二氧化碳弧焊机提供热源焊丝熔覆，利用激光功率密度较高特性可获得较大焊接熔深，二氧化碳气保焊接可以获得较好的盖面外观效果。其中，激光器的功率可以为12000W。

在一实施例中，激光电弧复合焊接系统还包括制冷水箱，制冷水箱用于冷却激光器内部和激光焊接件321。制冷水箱用于冷却激光器内部和激光焊接件321。避免高温影响激光器和激光焊接件321，提高使用寿命。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光电弧复合焊接系统，其特征在于，包括：

组立机，形成有运输通道和环绕所述运输通道设置的定位机构，所述定位机构用于抵住工件进行定位；

辊筒线体，设置于所述运输通道下方，用于驱动工件穿过所述运输通道；

两组焊接机构，每组所述焊接机构均包括安装架、焊接组件和随动调节件，所述焊接组件包括分别安装于所述随动调节件的激光焊接件和电弧焊接件，所述随动调节件可伸缩地安装于所述安装架，所述随动调节件的一端用于与工件抵接；两组焊接机构相对设置于所述运输通道的两侧。

2.如权利要求1所述的激光电弧复合焊接系统，其特征在于，所述激光焊接件与所述电弧焊接件间隔安装在所述随动调节件，沿远离所述随动调节件的方向，所述激光焊接件与所述电弧焊接件逐渐靠近。

3.如权利要求1所述的激光电弧复合焊接系统，其特征在于，所述安装架设置有滑杆和两组套设于所述滑杆外周的缓冲弹簧，所述随动调节件包括滑座、延伸部和随动导向轮，所述滑座套设于所述滑杆外周且与所述滑杆滑动连接，两组所述缓冲弹簧分别设置于所述滑座的两侧，所述延伸部的两端分别连接所述滑座和所述随动导向轮，所述随动导向轮用于与工件抵接。

4.如权利要求3所述的激光电弧复合焊接系统，其特征在于，所述焊接机构还包括平移组件和升降组件，所述升降组件可滑动地安装于所述平移组件，所述安装架可升降地安装于所述升降组件。

5.如权利要求4所述的激光电弧复合焊接系统，其特征在于，所述平移组件包括平移驱动件和底座，所述升降组件包括升降驱动件和立柱，所述立柱可滑动地安装于所述底座，所述安装架可升降地安装于所述立柱，所述平移驱动件安装于所述底座，所述平移驱动件的输出端与所述立柱连接，所述升降驱动件安装于所述立柱，所述升降驱动件的输出端与所述安装架连接。

6.如权利要求1所述的激光电弧复合焊接系统，其特征在于，所述定位机构包括承载滚轮、两组侧部支撑滚轮和压紧件，所述承载滚轮设置于所述运输通道的下侧，两组所述侧部支撑滚轮可伸缩地设置于所述运输通道的两侧，所述压紧件可升降地安装于所述组立机的顶部，所述压紧件用于与工件的顶部抵接。

7.如权利要求1至6中任一项所述的激光电弧复合焊接系统，其特征在于，所述辊筒线体包括上料辊筒线和下料辊筒线，所述上料辊筒线和所述下料辊筒线间隔设置于所述组立机的两侧。

8.如权利要求7所述的激光电弧复合焊接系统，其特征在于，所述焊接机构设置于所述下料辊筒线和所述组立机之间。

9.如权利要求1至6中任一项所述的激光电弧复合焊接系统，其特征在于，所述激光电弧复合焊接系统还包括控制柜、激光器和弧焊机，所述控制柜与所述激光器通信连接，所述激光器与所述激光焊接件连接，所述弧焊机与所述电弧焊接件连接。

10.如权利要求9所述的激光电弧复合焊接系统，其特征在于，所述激光电弧复合焊接系统还包括制冷水箱，所述制冷水箱用于冷却所述激光器内部和所述激光焊接件。