WO2013015707A1 - Способ бесконтактной лазерной сварки листовых материалов и насадка на лазерную головку его реализующая - Google Patents

Способ бесконтактной лазерной сварки листовых материалов и насадка на лазерную головку его реализующая Download PDF

Info

Publication number
WO2013015707A1
WO2013015707A1 PCT/RU2011/000568 RU2011000568W WO2013015707A1 WO 2013015707 A1 WO2013015707 A1 WO 2013015707A1 RU 2011000568 W RU2011000568 W RU 2011000568W WO 2013015707 A1 WO2013015707 A1 WO 2013015707A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nozzle
laser
laser head
gas
sheet
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000568
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владимир Иванович АНТОНЕНКО
Леонид Владимирович ПУДОВ
Игорь Эдуардович САМАРЦЕВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Техническое Объединение "Ирэ-Полюс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Техническое Объединение "Ирэ-Полюс" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Техническое Объединение "Ирэ-Полюс"
Priority to PCT/RU2011/000568 priority Critical patent/WO2013015707A1/ru
Publication of WO2013015707A1 publication Critical patent/WO2013015707A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1482—Detachable nozzles, e.g. exchangeable or provided with breakaway lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/244—Overlap seam welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment

Definitions

  • the invention relates to a technology for processing materials, and in particular to a technique for laser welding of sheet materials.
  • a mechanical clamping mechanism based on a roller stop is used for preloading the materials to be welded near the place of welding (DE4403999A1, DE10200701979A1, EP1219384A2, KR20040000995A).
  • the disadvantage of this method is preloading the welded materials is the limited movement only in linear sections, a mechanical trace in the form of a scratch from a rolling roller and limited travel speed.
  • the aim of the present invention is to develop a method and device for non-contact welding of two or more sheets of material lying on the plane of the coordinate table for laser processing of the surfaces of sheet materials.
  • a laser beam (10) and a stream of compressed air (or another gas, air is used in the description below for specificity) come out through the output nozzle (20) of the laser head.
  • Compressed air in the form of an air cushion (60) can be used to create a pressing force on the processed top sheet (70), which is pressed against the second sheet (100) on the surface of the coordinate table (90) of the laser unit.
  • the pressing force is determined by the pressure of the compressed gas and the transverse area of the outer end part of the nozzle located near the top sheet, but not in contact with it due to the presence of an air cushion (60) between them.
  • the nozzle consists of two cylindrical elements - a movable (piston) (50) and a fixed (body) (40).
  • the housing through a detachable connection (30), for example threaded, is attached to the nozzle (20).
  • a through passage (hole) which serves as a continuation of the nozzle.
  • the movable element, the piston In the working position near the work surface of the sheet materials (70, 100), the movable element, the piston, is automatically installed (extend or retract) at the surface of the top sheet until a stable equilibrium occurs due to the presence of a gas-dynamic air cushion between the outer end of the piston and top sheet. Due to this effort, the upper sheet is pressed to the lower compressed air.
  • the ratio of the areas of its cross section of the inner and outer end parts is the ratio of the areas of its cross section of the inner and outer end parts: the area of the end face of the piston in the cross section to the beam should be larger than the area of its internal cross section.
  • the piston (50) with its outer side surface is able to slide on the inner side surface of the housing (40) due to excess air pressure flowing out of the nozzle (20) of the head, which controls the degree of pressing of the sheets.
  • the movement of the piston stops when the force inside and outside the piston (above the surface of the sheet)
  • SUBSTITUTE SHEET RULE 26 equal. Limited extension is provided by a mechanical stop, for example, as shown in FIG. 1 in the form of a locking screw and a longitudinal groove in the piston side. While in the working position, the piston extends due to excess pressure of compressed air until it is balanced by the external force of the resulting air cushion (60). To improve the removal of welding products of materials, the central outer part of the piston is made in the form of a concave profile, deepening.
  • FIG. Figure 2 shows another variant (2) of a mechanical piston extension stop without a longitudinal groove (ON).
  • a mechanical piston extension stop without a longitudinal groove (ON).
  • Such a design may have greater mobility when deviating from the vertical axis, i.e. along with one degree of freedom - along the beam, it becomes possible to precession during tracking and bending around irregularities in the process of moving along the processed surface of the sheet.
  • FIG. Figure 3 (3) illustrates the design of a nozzle based on a bellows (42), also capable of vertical precession and without a mechanical limiter of mobility along the beam.
  • Flanges 41 and 52 can have one-piece (welded) connection with a bellows.
  • FIG. 1-3 proposes, FIG. 1-3:
  • the removable nozzle consists of a fixed element and a movable element associated with it;
  • the fixed element is a housing (40), and the movable element associated with it is a piston (50, 51);
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 the fixed nozzle element (41) in the form of a fixed flange is mounted on the nozzle (20) by a detachable connection (30), and the movable element in the form of a movable flange (52) is mated to it by means of a bellows (42) around the perimeter (31, 43);
  • the clamping force of the sheets being welded together is controlled by the pressure of the compressed gas carrier, and this force is proportional to the area of the outer end of the nozzle contactlessly adjacent to the top sheet (70);
  • the nozzle is connected to the sheet in two modes: coarse and precise, coarse eyeliner is carried out by the laser head feed mechanism, and precise finishing is achieved automatically by pneumatic extension of the movable nozzle element;
  • the automatic mode of extension of the movable element during welding is ensured by the condition of the ratio of its areas transverse to the laser beam of cross-sections from the inside and outside, and the area outside should be larger than inside;
  • the outer end of the movable nozzle element has a concave profile in the central part along the laser beam in the form of a recess;
  • the compressed gas carrier is selected from the series: air, gas-air mixture, inert gas, oxidizing gas, reducing gas, gas-vapor mixture, or a combination thereof.
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 the fixed element is a housing (40), and the movable element associated with it is a piston (50, 51);
  • the fixed nozzle element in the form of a fixed flange (41) is mounted on the nozzle (20) by a detachable connection (30), and the movable element in the form of a movable flange (52) is mated to it by means of a bellows (42);
  • the clamping force of the sheets to be welded together (70, 100), is regulated by the pressure of the compressed gas carrier and is proportional to the area of the outer end of the moving nozzle element (50, 51, 52), which is contactlessly adjacent to the top sheet (70);
  • top sheet is carried out in two modes: rough and accurate, coarse eyeliner is carried out by the laser head feed mechanism, and precise finishing is achieved automatically by pneumatic extension of the movable nozzle element;
  • the automatic mode of extension of the movable element during welding is ensured by the condition of the ratio of its areas transverse to the laser beam of cross-sections from the inside and outside, and the area outside should be larger than inside;
  • the outer end of the movable element has a concave profile in the central part along the laser beam in the form of a recess;
  • the compressed gas carrier is selected from the series: air, gas-air mixture, inert gas, oxidizing gas, reducing gas, gas-vapor mixture, or a combination thereof.
  • FIG. 2 An embodiment of a mechanical piston mobility limiter without a longitudinal groove in the piston body:
  • nozzles with a threaded fastening on the nozzle part of the laser head manufactured by NTO IRE-Polyus LLC, Russia were manufactured.
  • the movable element was made of brass, and the fixed stainless steel.
  • the created pressing force due to the gas-dynamic cushion above the surface of the top sheet reached 10 kg, which ensured a high-quality weld of stainless steel sheets with a thickness of 0.12 mm each with a radiation power of about 100 W at a wavelength of 1.06 ⁇ m at a speed of 15 m / min.
  • the proposed method and nozzle for non-contact laser welding of sheet materials can be applied on most industrial lasers without altering their nozzle part of the laser head. Their use increases the productivity and quality of welding technology.

Abstract

Для качественной бесконтактной сварки листовых материалов промышленными лазерами предлагается использовать способ и съемную насадку на сопловую часть лазерной головки, обеспечивающие автоматический прижим обрабатываемых листов к столу за счет усилия от газодинамической подушки, которая возникает между торцом пневматически подвижного элемента насадки и верхним листом при истечении газа через сопло и насадку. Достигается высокая производительность и качество.

Description

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОЙ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ
ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И НАСАДКА НА ЛАЗЕРНУЮ ГОЛОВКУ ЕГО РЕАЛИЗУЮЩАЯ Область техники.
Изобретение относится к технологии обработки материалов, а именно к технике лазерной сварки листовых материалов.
Предшествующий уровень техники.
Для лазерной термообработки материалов, в частности, для сварки листовых металлов, необходимо обеспечить тесный контакт свариваемых участков, который способствовал бы равномерному прогреву области воздействия излучения и предотвратил бы деформацию материала из-за локального нагрева в месте сварки.
Для обеспечения тесного контакта в месте сварки, как правило, используют механический прижимной механизм на основе роликового упора для поджатая свариваемых материалов вблизи места сварки (DE4403999A1, DE10200701979А1, ЕР1219384А2, KR20040000995A). Недостатком такого способа поджатая свариваемых материалов является - ограниченность перемещения только линейными участками, механический след в виде царапины от катящегося ролика и ограниченность скорости перемещения.
В патенте US2005279448A1 для выполнения сварки плоских материалов используют прозрачный для лазерного излучения прижимной элемент, также механически их прижимающий, в момент сварки он неподвижный, а перемещение лазерного луча ограничено поверхностью прижимного элемента, что является недостатком и требует постоянного перемещения на новый участок сварки.
Осуществление бесконтактной сварки без механических упорных приспособлений является актуальной задачей, а предлагаемое техническое решение в настоящем изобретении свободно от указанных выше недостатков контактных способов.
1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Описание изобретения.
Целью настоящего изобретения является разработка способа и устройства для бесконтактной сварки двух и более листов материала, лежащего на плоскости координатного стола для лазерной обработки поверхностей листовых материалов.
Для этого предлагается использовать съемную насадку (1) на лазерную головку (20), фиг.1. Традиционно, через выходное сопло (20) лазерной головки выходят лазерный луч (10) и струя сжатого воздуха (или иной газ, далее в описании для конкретности используется воздух). Сжатый воздух в виде воздушной подушки (60) может быть использован для создания прижимного усилия на обрабатываемый верхний лист (70), который прижимается ко второму листу (100) на поверхности координатного стола (90) лазерной установки. Прижимное усилие определяется давлением сжатого газа и поперечной площадью наружной торцевой части насадки, расположенной вблизи верхнего листа, но не соприкасающейся с ним из-за наличия воздушной подушки (60) между ними. Насадка состоит из двух цилиндрических элементов - подвижного (поршня) (50) и неподвижного (корпуса) (40). Корпус через разъемное соединение (30), например резьбовое, крепится к соплу (20). Для вывода лазерного излучения и струи сжатого воздуха в центре насадки имеется сквозной проход (отверстие), служащей продолжением сопла. В рабочем положении вблизи обрабатываемой поверхности листовых материалов (70, 100), осуществляется автоматическая установка (выдвижение иди втягивание) подвижного элемента, поршня, у поверхности верхнего листа до тех пор, пока не возникнет устойчивое равновесие благодаря наличию газодинамической воздушной подушки между наружной торцом поршня и верхним листом. За счет этого усилия и осуществляется поджатие верхнего листа к нижнему сжатым воздухом. Для устойчивого положения поршня (50) над поверхностью свариваемого листа, важным условием является соотношение площадей его поперечного сечения внутренней и наружной торцевой части: площадь торца поршня в поперечном к лучу сечении должна быть больше площади его внутреннего поперечного сечения. Выдвигаясь, поршень (50) своей наружной боковой поверхностью способен скользить по внутренней боковой поверхности корпуса (40) за счет избыточного давления воздуха, истекающего из сопла (20) головки, чем и регулируется степень прижима листов. Движение поршня прекращается, когда усилие изнутри и снаружи поршня (над поверхностью листа)
2
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 сравняются. Ограниченность выдвижения обеспечивает механический ограничитель, например представленный на фиг. 1 в виде стопорного винта и продольного паза в боковине поршня. Находясь в рабочем положении, поршень выдвигается за счет избыточного давления сжатого воздуха, до тех пор, пока не уравновесится наружным усилием возникающей воздушной подушкой (60). Для улучшения отвода продуктов сварки материалов центральная наружная часть поршня выполняется в виде вогнутого профиля, углубления.
На фиг. 2 приведен другой вариант (2) исполнения механического ограничителя выдвижения поршня без продольного паза (ПО). Такая конструкция может иметь большую подвижность при отклонении от вертикальной оси, т.е. наряду с одной степенью свободы - вдоль луча, появляется возможность к ее прецессии при слежении и огибании неровностей в процессе перемещении вдоль обрабатываемой поверхности листа.
На фиг. 3 вид (3) иллюстрирует исполнение насадки на основе сильфона (42), также способной к прецессии по вертикали и без механического ограничителя подвижности вдоль луча. Фланцы 41 и 52 могут иметь неразъемное (сварное) соединение с сильфоном.
Приведенные варианты не исчерпывают всех возможностей реализации насадки.
Таким образом, в изобретении предлагается, фиг. 1-3:
1. Способ бесконтактной лазерной сварки листовых материалов (70,100) на столе лазерной установки (90), состоящий в сжатии в процессе сварки листов (70,90) друг с другом усилием газодинамической подушки (60), образованной истекающим из лазерной головки сжатым газоносителем через выходное сопло (20) лазерной головки со съемной насадкой, и возникающей в зазоре между наружной торцевой частью съемной насадки и верхним листом (70),
который достигается тем, что:
- съемная насадка состоит из неподвижного элемента и сопряженного с ним подвижного элемента;
- неподвижный элемент является корпусом (40), а сопряженный с ним подвижный элемент является поршнем (50, 51);
3
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 - неподвижный элемент насадки (41) в виде неподвижного фланца крепится на сопле (20) разъемным соединением (30), а подвижный элемент в виде подвижного фланца (52) сопрягается с ним посредством сильфона (42) по периметру (31 ,43);
- лазерное излучение (10) и струя газоносителя (60) выводятся через сквозной проход в насадке по главной оси;
- прижимное усилие свариваемых между собой листов, регулируется давлением сжатого газоносителя, и это усилие пропорционально площади наружного торца насадки, бесконтактно примыкаемого к верхнему листу (70);
- подвод насадки к листу осуществляется двумя режимами: грубо и точно, грубая подводка осуществляется механизмом подачи лазерной головки, а точная доводка достигается автоматически пневматическим выдвижением подвижного элемента насадки;
- автоматический режим выдвижения подвижного элемента при сварке обеспечивается условием соотношения его площадей поперечных лучу лазера сечений изнутри и снаружи, причем площадь снаружи должна быть больше, чем изнутри;
- наружный торец подвижного элемента насадки имеет в центральной части вогнутый профиль вдоль луча лазера в виде углубления;
- сжатый газоноситель выбирается из ряда: воздух, газовоздушная смесь, инертный газ, окисляющий газ, восстанавливающий газ, парогазовая смесь, или их комбинацией.
2. Насадка ( виды: 1, 2, 3) на сопло (20) лазерной головки для бесконтактной лазерной сварки листовых материалов, вывода лазерного излучения (10) и сжатого газоносителя (60) через сквозной проход в насадке в зону сварки листовых материалов (70,100) на столе (90) лазерной установки, бесконтактно скользящая по свариваемой поверхности верхнего листа (70) и обеспечивающая его прижим к нижнему листу (100) за счет усилия от возникающей газодинамической подушки между наружным торцом насадки и верхним листом, содержащая:
- неподвижный элемент (40, 41), закрепленный разъемным соединением (30) на сопле (20),
- подвижный элемент (50, 51 , 52), сопряженный с неподвижным;
4
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 - неподвижный элемент является корпусом (40), а сопряженный с ним подвижный элемент является поршнем (50, 51);
- неподвижный элемент насадки в виде неподвижного фланца (41) крепится на сопле (20) разъемным соединением (30), а подвижный элемент в виде подвижного фланца (52) сопрягается с ним посредством сильфона (42);
- прижимное усилие свариваемых между собой листов (70, 100), регулируется давлением сжатого газоносителя и пропорционально площади наружного торца подвижного элемента насадки (50, 51, 52), бесконтактно примыкаемого к верхнему листу (70);
- подвод к верхнему листу осуществляется двумя режимами: грубо и точно, грубая подводка осуществляется механизмом подачи лазерной головки, а точная доводка достигается автоматически пневматическим выдвижением подвижного элемента насадки;
- автоматический режим выдвижения подвижного элемента при сварке обеспечивается условием соотношения его площадей поперечных лучу лазера сечений изнутри и снаружи, причем площадь снаружи должна быть больше, чем изнутри;
ограниченность выдвижения поршня достигается механическим ограничителем (ПО, 120);
- наружный торец подвижного элемента имеет в центральной части вогнутый профиль вдоль луча лазера в виде углубления;
- сжатый газоноситель выбирается из ряда: воздух, газовоздушная смесь, инертный газ, окисляющий газ, восстанавливающий газ, парогазовая смесь, или их комбинацией.
Сущность предлагаемого изобретения дополнительно иллюстрируетсяИГ.1-3 и в их кратком описании.
5
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 Краткое описание чертежей.
Суть предлагаемого технического решения иллюстрируют фиг. 1- 3.
Фиг.1. Насадка в рабочем положении при резке и сварке листовых материалов:
1 - общий вид насадки,
10 - луч лазера,
20 - сопло лазерной головки,
30 - разъемное соединение, резьбовое,
40 - неподвижный (относительно сопла) элемент насадки (корпус),
50 - подвижный элемент насадки (поршень),
60 - струя сжатого воздуха (газа),
70 - верхний лист,
80 - углубление в центральной части торца насадки,
90 - опорный координатный стол лазерной установки,
100 - нижний лист,
1 10 - продольный паз для ограничения подвижности поршня,
120 - стопор- винт для механического ограничения подвижности поршня.
А - вид в месте сварки глубины проваривания листов, несквозное.
Фиг. 2. Вариант исполнения механического ограничителя подвижности поршня без продольного паза в теле поршня:
2 - общий вид второго варианта исполнения насадки,
10, 20, 30, 40, 60, 120 - согласно описанию к фиг.1,
51 - поршень без продольного паза.
Фиг.З. Вариант исполнения насадки на основе сильфона:
3 - общий вид исполнения насадки на основе сильфона,
10, 20, 30, 60 - согласно описанию к фиг.1 ,
31 - неразъемное соединение , например, сварное,
41 - неподвижный фланец - неподвижный (относительно сопла) элемент насадки,
42 - сильфон,
43 - неразъемное соединение,
52 - подвижный фланец - подвижный элемент насадки.
6
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 Осуществление изобретения
Для осуществления изобретения были изготовлены насадки с резьбовым креплением на сопловую часть лазерной головки производства ООО «НТО «ИРЭ- Полюс», Россия. Подвижный элемент был выполнен из латуни, а неподвижный нержавеющей стали. Создаваемое прижимное усилие за счет газодинамической подушки над поверхностью верхнего листа достигало 10 кг, что обеспечивало качественный сварной шов листов нержавеющей стали толщиной 0,12 мм каждый при мощности излучения около 100 Вт на длине волны 1, 06 мкм со скоростью 15 м/мин.
Описанное техническое решение было апробировано на волоконной лазерной установке мощностью до 2,3 кВт производства ООО «НТО «ИРЭ-Полюс», Россия, в работе по изготовлению полосовых емкостей, что позволило повысить производительность и технологичность процесса сварки листовых полосковых элементов конструкций.
Промышленная применимость
Предлагаемые способ и насадка для бесконтактной лазерной сварки листовых материалов могут быть применены на большинстве промышленных лазеров без переделки их сопловой части лазерной головки. Их применение повышает производительность и качество технологии сварки.
7
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26

Claims

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОЙ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И НАСАДКА НА ЛАЗЕРНУЮ ГОЛОВКУ ЕГО РЕАЛИЗУЮЩАЯ Формула изобретения
1. Способ бесконтактной лазерной сварки листовых материалов на столе лазерной установки, состоящий в сжатии в процессе сварки листов друг с другом усилием газодинамической подушки, образованной истекающим из лазерной головки сжатым газоносителем через выходное сопло лазерной головки со съемной насадкой, и возникающей в зазоре между наружной торцевой частью съемной насадки и верхним листом.
2. Способ по п.1, который достигается тем, что съемная насадка состоит из неподвижного элемента и сопряженного с ним подвижного элемента.
3. Способ по п.2, который достигается тем, что неподвижный элемент является корпусом, а сопряженный с ним подвижный элемент является поршнем.
4. Способ по п.2, который достигается тем, что неподвижный элемент насадки в виде неподвижного фланца крепится на сопле разъемным соединением, а подвижный элемент в виде подвижного фланца сопрягается с ним посредством сильфона.
5. Способ по п.2, который достигается тем, что лазерное излучение и струя газоносителя выводятся через сквозной проход в насадке по главной оси.
6. Способ по п.5, который достигается тем, что прижимное усилие свариваемых между собой листов, регулируется давлением сжатого газоносителя.
7. Способ по п.6, который достигается тем, что подвод насадки к листу осуществляется двумя режимами: грубо и точно, грубая подводка осуществляется
8
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) механизмом подачи лазерной головки, а точная доводка достигается автоматически пневматическим выдвижением подвижного элемента насадки.
8. Способ по п.7, который достигается тем, что автоматический режим выдвижения подвижного элемента при сварке обеспечивается условием соотношения его площадей поперечных лучу лазера сечений изнутри и снаружи, причем площадь снаружи должна быть больше, чем изнутри.
9. Способ по п.2, который достигается тем, что наружный торец подвижного элемента насадки имеет в центральной части вогнутый профиль вдоль луча лазера.
10. Способ по п.1, который достигается тем, что сжатый газоноситель выбирается из ряда: воздух, газовоздушная смесь, инертный газ, окисляющий газ, восстанавливающий газ, парогазовая смесь, или их комбинацией.
1 1. Насадка на сопло лазерной головки для бесконтактной лазерной сварки листовых материалов и вывода лазерного излучения и сжатого газоносителя через сквозной проход в насадке в зону сварки листовых материалов на столе лазерной установки, бесконтактно скользящая по свариваемой поверхности верхнего листа и обеспечивающая его прижим к нижнему листу за счет усилия от возникающей газодинамической подушки между наружным торцом насадки и верхним листом, содержащая:
- неподвижный элемент, закрепленный разъемным соединением на сопле,
- подвижный элемент, сопряженный с неподвижным.
12. Насадка на лазерную головку по п. П , в которой неподвижный элемент является корпусом, а сопряженный с ним подвижный элемент является поршнем.
13. Насадка на лазерную головку по п.1 1, в которой неподвижный элемент насадки в виде неподвижного фланца крепится на сопле разъемным соединением, а подвижный элемент в виде подвижного фланца сопрягается с ним посредством сильфона.
9
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
14. Насадка на лазерную головку по п. П , в которой прижимное усилие свариваемых между собой листов, регулируется давлением сжатого газоносителя.
15. Насадка на лазерную головку по п.14, подвод которой к верхнему листу осуществляется двумя режимами: грубо и точно, грубая подводка осуществляется механизмом подачи лазерной головки, а точная доводка достигается автоматически пневматическим выдвижением подвижного элемента насадки.
16. Насадка на лазерную головку по п.15, в которой автоматический режим выдвижения подвижного элемента при сварке обеспечивается условием соотношения его площадей поперечных лучу лазера сечений изнутри и снаружи, причем площадь снаружи должна быть больше, чем изнутри.
17. Насадка на лазерную головку по п.12, в которой ограниченность выдвижения поршня достигается механическим ограничителем.
18. Насадка на лазерную головку по п. П , в которой наружный торец подвижного элемента имеет в центральной части вогнутый профиль вдоль луча лазера.
19. Насадка на лазерную головку по п. П, в которой сжатый газоноситель выбирается из ряда: воздух, газовоздушная смесь, инертный газ, окисляющий газ, восстанавливающий газ, парогазовая смесь, или их комбинацией.
10
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2011/000568 2011-07-27 2011-07-27 Способ бесконтактной лазерной сварки листовых материалов и насадка на лазерную головку его реализующая WO2013015707A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2011/000568 WO2013015707A1 (ru) 2011-07-27 2011-07-27 Способ бесконтактной лазерной сварки листовых материалов и насадка на лазерную головку его реализующая

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2011/000568 WO2013015707A1 (ru) 2011-07-27 2011-07-27 Способ бесконтактной лазерной сварки листовых материалов и насадка на лазерную головку его реализующая

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013015707A1 true WO2013015707A1 (ru) 2013-01-31

Family

ID=47601347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000568 WO2013015707A1 (ru) 2011-07-27 2011-07-27 Способ бесконтактной лазерной сварки листовых материалов и насадка на лазерную головку его реализующая

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2013015707A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2093390A (en) * 1981-02-24 1982-09-02 Amada Co Ltd Improvements in or relating to thermal cutting apparatus
JPS6356389A (ja) * 1986-08-25 1988-03-10 Amada Co Ltd レ−ザ加工機の加工ヘツド
RU2008157C1 (ru) * 1991-07-01 1994-02-28 Малое предприятие "Технология" Устройство для создания давления

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2093390A (en) * 1981-02-24 1982-09-02 Amada Co Ltd Improvements in or relating to thermal cutting apparatus
JPS6356389A (ja) * 1986-08-25 1988-03-10 Amada Co Ltd レ−ザ加工機の加工ヘツド
RU2008157C1 (ru) * 1991-07-01 1994-02-28 Малое предприятие "Технология" Устройство для создания давления

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Arif et al. Analytical model to determine the critical feed per edge for ductile–brittle transition in milling process of brittle materials
CN100488709C (zh) 拼焊板直线及曲线焊缝双用的变形焊接夹具
PL1796867T3 (pl) Sposób określania i sposób ustawiania wzajemnego położenia osi roboczej wiązki laserowej i osi strugi gazu procesowego w obrabiarce laserowej oraz obrabiarka laserowa z urządzeniami do realizacji sposobów
US8951032B2 (en) Device for processing a material web using ultrasound and having a support for the sonotrode
EA022537B1 (ru) Способ и устройство для изготовления гнутого изделия
JP2011516276A (ja) 工作部材に外部輪郭をもたらす装置と屑無し変形方法
CN206869614U (zh) 一种角磨机切割导向装置
JPH0751881A (ja) 大形金属板間に溶接部を生成する方法およびそれにより組み立てられた物体
WO2015064590A1 (ja) 切断装置
WO2013015707A1 (ru) Способ бесконтактной лазерной сварки листовых материалов и насадка на лазерную головку его реализующая
ITMI932587A1 (it) Ugello con getto a ventaglio a pressione ultra elevata.
RU165022U1 (ru) Устройство для лазерной обработки
KR20160129901A (ko) 공구 이송대
KR101599502B1 (ko) 원통형 용접대상 고정장치
RU151792U1 (ru) Оптическая головка для лазерной резки листового металла толщиной 12 мм и выше непрерывным волоконным лазером мощностью до 4 квт
RU2646515C1 (ru) Универсальная лазерная оптическая головка
TWI780142B (zh) 具有浮動支承裝置的多件式滾壓工具
KR101642800B1 (ko) 모재의 인출을 용이하게 한 용접장치
RU2667261C1 (ru) Устройство для восстановления рабочей поверхности штукатурного правила
JPS60227922A (ja) 後方押出加工用金型
CN108890720A (zh) 新型复合材料夹芯结构l型偏心限位开槽器
Onishi et al. Improvement of the form accuracy of a slender workpiece in cylindrical traverse grinding
CN103447708A (zh) 带钢板底座的钢构件防钢板底座焊接变形的方法
KR101557144B1 (ko) 산업용 및 건축용 금속재 장식판의 절단면 가공장치
JP2001191191A (ja) レーザ溶接ロボット用加工ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11869902

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11869902

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1