激光高頻復(fù)合焊裝置及其焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光復(fù)合焊裝置，包括：傳送裝置，承載工件并帶動工件移動；控制裝置，連接于所述的傳送裝置并控制其速度；夾緊裝置，對工件進(jìn)行固定；高頻感應(yīng)加熱器，對工件進(jìn)行加熱；激光器，提供激光焊接所需的激光束，對工件被所述高頻感應(yīng)加熱器加熱的部位進(jìn)行激光焊接。本發(fā)明還公開了一種焊接方法。本發(fā)明的激光復(fù)合焊裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中單純激光焊接達(dá)不到焊接溫度的問題，同時通過增加傳動裝置，使得焊接效果能夠人為控制與調(diào)整，實現(xiàn)智能化制造，減少工人的勞動強度。
【專利說明】激光高頻復(fù)合焊裝置及其焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于先進(jìn)制造裝備領(lǐng)域，尤其涉及一種激光高頻復(fù)合焊裝置及其焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光加工技術(shù)屬于先進(jìn)制造技術(shù)，利用激光技術(shù)進(jìn)行焊接是一個新的突破，相對于普通的焊接方式有容易實現(xiàn)焊接自動化，方便焊接復(fù)雜形狀，激光照射后的材料溫度會升高，同時在短時間內(nèi)冷卻下來，相當(dāng)于進(jìn)行了熱處理，有利于改善焊接區(qū)的微觀組織，焊接接頭的強度大于母材的強度。
[0003]但是由于現(xiàn)有的激光器功率還不夠大，達(dá)不到焊接的溫度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，提供一種激光高頻復(fù)合焊裝置及其焊接方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中單純激光焊接達(dá)不到焊接溫度的問題，同時通過增加傳動裝置，使得焊接效果能夠人為控制與調(diào)整，實現(xiàn)智能化制造，減少工人的勞動強度。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種激光復(fù)合焊裝置，包括:
[0006]傳送裝置，承載工件并帶動工件移動；
[0007]控制裝置，連接于所述的傳送裝置并控制其速度；
[0008]夾緊裝置，對工件進(jìn)行固定；
[0009]高頻感應(yīng)加熱器，對工件進(jìn)行加熱；
[0010]激光器，提供激光焊接所需的激光束，對工件被所述高頻感應(yīng)加熱器加熱的部位進(jìn)行激光焊接。
[0011]優(yōu)選的，在上述的激光復(fù)合焊裝置中，所述的激光器為YAG激光器。
[0012]優(yōu)選的，在上述的激光復(fù)合焊裝置中，所述YAG激光器的功率為800W。
[0013]優(yōu)選的，在上述的激光復(fù)合焊裝置中，所述的高頻感應(yīng)加熱器的型號為JL_15kw。
[0014]優(yōu)選的，在上述的激光復(fù)合焊裝置中，所述的高頻感應(yīng)加熱器的震蕩頻率為30?IOOKHz。
[0015]優(yōu)選的，在上述的激光復(fù)合焊裝置中，所述的傳送裝置包括平行設(shè)置的多個輥軸以及連接于所述輥軸的電機(jī)。
[0016]相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了一種激光復(fù)合焊裝置的焊接方法，包括:
[0017](I)將待加工工件安裝到傳送裝置上，并通過夾緊裝置對工件進(jìn)行固定；
[0018](2)設(shè)定高頻感應(yīng)加熱器的震蕩頻率為30-100KHZ ；
[0019](3)設(shè)定傳送裝置的速度，當(dāng)工件被高頻感應(yīng)加熱器加熱的部分傳送至激光器，打開激光器，進(jìn)行激光焊接。
[0020]本發(fā)明還公開了一種激光復(fù)合焊裝置對鍍鋅管的焊接方法，包括:
[0021](I)將鍍鋅管安裝到傳送裝置上，并通過夾緊裝置對鍍鋅管進(jìn)行固定；[0022](2)設(shè)定高頻感應(yīng)加熱器的震蕩頻率為50KHz，通過高頻感應(yīng)加熱器將鍍鋅管待焊接部位加熱至650°C ；
[0023](3)設(shè)定傳送裝置的速度，當(dāng)工件被高頻感應(yīng)加熱器加熱的部分傳送至激光器，打開激光器，進(jìn)行激光焊接，激光光斑直徑為6mm，功率為650W。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025](I)激光器用來提供激光焊接所需的激光束，選用的激光器的是800W的YAG激光器，該種類激光器產(chǎn)生的脈沖激光，相對于普通的激光器的熱影響區(qū)更小，減小對非焊接區(qū)的性能影響。
[0026](2)高頻感應(yīng)加熱器的型號是JL_15kw，其原理是感應(yīng)加熱設(shè)備輸出強交變頻電流后，通過感應(yīng)線圈產(chǎn)生強交變磁場，在磁場的作用下，被加熱工件表面形成渦旋電流，從而迅速使工件發(fā)熱，通 過改變電流的頻率可以改變加熱的溫度，通過控制和條件頻率可以有效控制工件加熱溫度。由于該設(shè)備是直接將電能轉(zhuǎn)化為熱能，所以熱效率較高，具有良好的經(jīng)濟(jì)性，有良好的工業(yè)應(yīng)用性。
[0027](3)通過增加傳動裝置，使得焊接效果能夠人為控制與調(diào)整，實現(xiàn)智能化制造，減少工人的勞動強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0029]圖1是本發(fā)明具體實施例中激光高頻復(fù)合焊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖中:
[0031]I 激光器2 高頻感應(yīng)加熱器
[0032]3 傳送裝置 4 工件
【具體實施方式】
[0033]現(xiàn)有的激光器功率還不夠大，達(dá)不到焊接的溫度要求，因此需要對焊材進(jìn)行預(yù)先熱處理，本發(fā)明采用的是高頻感應(yīng)加熱器，其原理是利用電渦流的熱效應(yīng)，是非接觸式加熱，加熱效率高，能夠?qū)⒑覆牡臏囟忍岣叩叫枰臏囟?，選用的高頻感應(yīng)加熱器具有溫度控制的功能。
[0034]利用高頻感應(yīng)熱源對工件進(jìn)行預(yù)熱，在工件達(dá)到一定溫度后，再用激光對工件進(jìn)行焊接。激光高頻復(fù)合焊與單純激光焊接相比，可以起到改善接頭組織性能、降低裂紋和氣孔傾向以及進(jìn)一步提高焊接效率的效果。此外，高頻感應(yīng)熱源與激光具有非接觸環(huán)保型加熱的特點。
[0035]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0036]參圖1所示，激光復(fù)合焊接裝置包括激光器1，激光器I優(yōu)選為功率為800W的YAG激光器。激光器提供激光焊接所需的激光束，用以對工件4進(jìn)行激光焊接。
[0037]激光復(fù)合焊接裝置還包括高頻感應(yīng)加熱器2，高頻感應(yīng)加熱器2的型號為JL-15kw,震蕩頻率優(yōu)選為30-IOOKHz。高頻感應(yīng)加熱器2用以對工件進(jìn)行預(yù)加熱。
[0038]激光復(fù)合焊接裝置還包括傳送裝置3，傳送裝置3包括平行設(shè)置的多個輥軸以及連接于輥軸的電機(jī)(圖未示)，電機(jī)用以驅(qū)動輥軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動。工件安裝于輥軸上，輥軸轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動工件進(jìn)行移動。為了防止工件4轉(zhuǎn)動或者偏離原有路線而影響焊接質(zhì)量，本實施例還提供一夾緊裝置(圖未示)用以實現(xiàn)對工件的固定。
[0039]電機(jī)電性連接有一控制裝置(圖未示)，通過控制裝置以控制電機(jī)的速度。
[0040]如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知，控制裝置可以包括微處理器(MCU)，該MCU可以包括中央處理單兀(Central Processing Unit, CPU)、只讀存儲模塊(read-only memory,ROM)、隨機(jī)存儲模塊(random access memory, RAM)、定時模塊、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊(A/Dconverter)、以及復(fù)數(shù)輸入/輸出埠。當(dāng)然，控制裝置也可以采用其它形式的集成電路，如:特定用途集成電路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)或現(xiàn)場可程序化門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)等。
[0041]以下針對鍍鋅管的焊接對上述激光復(fù)合焊接裝置的焊接方法及效果進(jìn)行說明，焊管規(guī)格Φ4.76X0.65mm，焊接方法包括:
[0042](I)將鍍鋅管安裝到傳送裝置上，并通過夾緊裝置對鍍鋅管進(jìn)行固定；
[0043](2)設(shè)定高頻感應(yīng)加熱器的震蕩頻率為50KHz，通過高頻感應(yīng)加熱器將鍍鋅管待焊接部位加熱至650°C ；
[0044](3)設(shè)定傳送裝置的速度，當(dāng)工件被高頻感應(yīng)加熱器加熱的部分傳送至激光器，打開激光器，進(jìn)行激光焊接，激光光斑直徑為6mm，功率為650W。
[0045]對焊接后的鋼管進(jìn)行質(zhì)量檢測，得出的數(shù)據(jù)如表1:
[0046]表1.焊接后的檢測結(jié)果
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種激光復(fù)合焊裝置，其特征在于，包括: 傳送裝置，承載工件并帶動工件移動； 控制裝置，連接于所述的傳送裝置并控制其速度； 夾緊裝置，對工件進(jìn)行固定； 高頻感應(yīng)加熱器，對工件進(jìn)行加熱； 激光器，提供激光焊接所需的激光束，對工件被所述高頻感應(yīng)加熱器加熱的部位進(jìn)行激光焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光復(fù)合焊裝置，其特征在于:所述的激光器為YAG激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光復(fù)合焊裝置，其特征在于:所述YAG激光器的功率為800W。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光復(fù)合焊裝置，其特征在于:所述的高頻感應(yīng)加熱器的型號為 JL_15kw。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光復(fù)合焊裝置，其特征在于:所述的高頻感應(yīng)加熱器的震蕩頻率為30?IOOKHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光復(fù)合焊裝置，其特征在于:所述的傳送裝置包括平行設(shè)置的多個輥軸以及連接于所述輥軸的電機(jī)。
7.權(quán)利要求1至6任一所述的激光復(fù)合焊裝置的焊接方法，其特征在于，包括: (1)將待加工工件安裝到傳送裝置上，并通過夾緊裝置對工件進(jìn)行固定； (2)設(shè)定高頻感應(yīng)加熱器的震蕩頻率為30-100KHZ； (3)設(shè)定傳送裝置的速度，當(dāng)工件被高頻感應(yīng)加熱器加熱的部分傳送至激光器，打開激光器，進(jìn)行激光焊接。
8.權(quán)利要求1至6任一所述的激光復(fù)合焊裝置對鍍鋅管的焊接方法，其特征在于，包括: (1)將鍍鋅管安裝到傳送裝置上，并通過夾緊裝置對鍍鋅管進(jìn)行固定； (2)設(shè)定高頻感應(yīng)加熱器的震蕩頻率為50KHz，通過高頻感應(yīng)加熱器將鍍鋅管待焊接部位加熱至650°C ； (3)設(shè)定傳送裝置的速度，當(dāng)工件被高頻感應(yīng)加熱器加熱的部分傳送至激光器，打開激光器，進(jìn)行激光焊接，激光光斑直徑為6mm，功率為650W。
【文檔編號】B23K28/02GK103447701SQ201310385105
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】宋仁國, 徐一銘, 孔德軍, 陸海, 李海 申請人:張家港市恒運新材料科技有限公司