本發(fā)明屬于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種激光切割與激光復(fù)合焊接結(jié)合的套接管制備方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著空調(diào)與制冷行業(yè)的技術(shù)發(fā)展以及環(huán)保法規(guī)的進(jìn)一步嚴(yán)格控制，提高換熱單元本身的換熱系數(shù)，是提高熱交換器的整體換熱性能、彌補(bǔ)替代制冷劑自身原因所導(dǎo)致的制冷性能的降低的必要手段?；诂F(xiàn)有制冷劑存在制冷性能下降的問題及仍未研發(fā)出有效的替代工質(zhì)，相關(guān)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)將研究對(duì)象轉(zhuǎn)為空調(diào)與制冷的基本部件-熱交換器元件，即空心銅管，通過提高空心銅管的換熱性能，可有效解決上述問題。

空調(diào)制冷的銅管多為薄壁小直徑空心銅芯，如圖1所示，為給制冷劑流動(dòng)提供緩沖區(qū)，提升制冷效果，一般設(shè)計(jì)一段管徑略大的空心銅管區(qū)域，制造方式是在空心銅管1301兩側(cè)分別套接空心銅芯1302，空心銅芯1302與空心銅管1301間隙配合，為防止制冷劑流經(jīng)空心銅管發(fā)生泄漏，則將空心銅芯1302與空心銅管1301進(jìn)行套接環(huán)焊處理，這樣既保證了空心銅管1301的密封性，又方便制冷劑循環(huán)。

目前常見的焊接手段有氬弧焊、高頻感應(yīng)焊以及釬焊。氬弧焊是一種主要依靠電弧加熱熔化母材發(fā)生冶金反應(yīng)的焊接方式，焊縫難以做得細(xì)小，焊接熱影響區(qū)較大，使得其一般用于大尺寸、壁厚大于1mm的套接空心銅管焊接，而不適合焊接細(xì)小、薄壁的套接空心銅管；高頻感應(yīng)焊是焊接套接空心銅管的主要方法，但由于不同管徑銅管套接時(shí)的間隙配合性質(zhì)，在其焊接過程中兩者的集膚效應(yīng)與臨近效應(yīng)不同步，使得局部熔化的母材容易通過縫隙流進(jìn)銅管內(nèi)部形成焊堵，表面污物清理不干凈還容易造成焊縫氣孔，服役過程中易發(fā)生泄漏和開裂問題，同時(shí)焊接的工藝參數(shù)很難調(diào)定，大大限制生產(chǎn)效率與質(zhì)量；對(duì)于釬焊，則存在焊接接頭力學(xué)性能較差，難以保證密封性的不足，直接影響了焊接質(zhì)量的重復(fù)性，服役過程中易發(fā)生裂紋、泄漏等問題。

激光焊接是近年來發(fā)展迅速的一種高質(zhì)量焊接工藝技術(shù)，其光斑細(xì)小，使得焊縫極窄、焊接熱影響區(qū)極小，成為很多高精密、高質(zhì)量焊接的首選工藝。但對(duì)于套接管的搭接焊而言，由于其焊接結(jié)構(gòu)本身要求足夠的焊合面積以保證套接接頭整體強(qiáng)度力學(xué)性能，單道激光焊接無法滿足要求，需要多道堆焊，這使得工藝繁瑣、成本升高，限制了激光焊接在此領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種激光切割與激光復(fù)合焊接結(jié)合的套接管制備方法；同時(shí)本發(fā)明還提供了一種激光切割與激光復(fù)合焊接結(jié)合的套接管制備裝置。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種激光切割與激光復(fù)合焊接結(jié)合的套接管制備方法，包括如下步驟：

(1)裝夾空心銅管；

(2)將空心銅芯的一端插入空心銅管內(nèi)，兩者間隙配合；

(3)在空心銅芯與空心銅管套接段的下方設(shè)置高頻感應(yīng)加熱線圈，要求線圈形狀與尺寸與套接段對(duì)應(yīng)匹配，沿套接段軸向尺寸不超過套接長(zhǎng)度；在空心銅芯與空心銅管套接段的上方設(shè)置高頻感應(yīng)焊的擠壓輪；

(4)在激光器的輸出端連接電子光閘分束器，用于將激光器輸出的一束激光分時(shí)輸出到兩路，一路用于切斷較長(zhǎng)的空心銅芯，另一路用于激光焊接；

(5)輸出焊接激光束，聚焦于空心銅芯與空心銅管套接段的管側(cè)端位置，進(jìn)行固定點(diǎn)焊，用于初步固定空心銅芯與空心銅管的相對(duì)位置；

(6)輸出切割激光束，根據(jù)工件的長(zhǎng)度要求，采用激光切斷空心銅芯，并通過支撐使其保持平衡；

(7)輸出焊接激光束，通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心銅芯與空心銅管一起勻速旋轉(zhuǎn)，使得聚焦激光束沿著空心銅芯與空心銅管套接段的管側(cè)端位置掃描一圈，使空心銅管與空心銅芯實(shí)現(xiàn)熔融焊合且熔深不超過空心銅芯內(nèi)壁面，從而獲得空心銅芯與空心銅管套接段的管側(cè)端激光環(huán)焊縫；

(8)高頻感應(yīng)加熱線圈通電，通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心銅管勻速旋轉(zhuǎn)，使得空心銅芯與空心銅管套接段預(yù)熱均勻；

(9)當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到設(shè)定值后，套接段高頻感應(yīng)加熱區(qū)域在高頻電流的作用下發(fā)生表面薄層熔化，迅速通過擠壓輪時(shí)，實(shí)現(xiàn)套接段焊縫金屬的固相聯(lián)結(jié)；

(10)將一端焊接完成的空心銅管水平翻轉(zhuǎn)180度，使空心銅管的未焊接端與送料的空心銅芯位置相對(duì)；

(11)重復(fù)步驟(2)-(9)，完成空心銅管另一端的焊接。

本發(fā)明還提供了一種套接管制備裝置，包括工作臺(tái)，以及安裝在工作臺(tái)上的夾緊旋轉(zhuǎn)組件、上料組件、旋轉(zhuǎn)取料組件、高頻感應(yīng)加熱組件、激光切割組件、激光器組件、激光焊接組件、矯直器組件、銅芯支撐組件、擠壓輪組件和料斗；

所述夾緊旋轉(zhuǎn)組件包括伺服電機(jī)、電機(jī)支座、法蘭、三爪氣缸和氣爪手指，伺服電機(jī)通過電機(jī)支座安裝在工作臺(tái)上，三爪氣缸通過法蘭與伺服電機(jī)配合同軸裝配，氣爪手指安裝于三爪氣缸上，兩者組成夾緊結(jié)構(gòu)用于裝夾空心銅管；

所述上料組件包括振動(dòng)盤、上料支架、兩個(gè)滑槽和兩個(gè)彈性擋套，所述上料支架的底部安裝在工作臺(tái)上，所述兩個(gè)滑槽相隔一定距離的豎直安裝在上料支架上；兩個(gè)彈性擋套分別安裝在兩個(gè)滑槽的末端；振動(dòng)盤的輸出端延伸至兩組滑槽的位置；空心銅管經(jīng)振動(dòng)盤輸送至兩個(gè)滑槽處，經(jīng)兩個(gè)滑槽落入兩個(gè)彈性擋套之間；

所述旋轉(zhuǎn)取料組件包括X向氣缸、導(dǎo)軌板、氣缸固定座、X向滑軌、嵌入卡件、移動(dòng)板、帶導(dǎo)軌氣缸、轉(zhuǎn)接件、旋轉(zhuǎn)氣缸固定板、旋轉(zhuǎn)氣缸、二爪氣缸、氣動(dòng)手指和Y向氣缸；所述導(dǎo)軌板、X向氣缸、移動(dòng)板、氣缸固定座、X向滑軌和嵌入卡件組成X方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)軌板通過螺釘固定安裝在工作臺(tái)上；導(dǎo)軌板的兩側(cè)設(shè)置有凹槽，移動(dòng)板裝配在所述凹槽內(nèi)，與導(dǎo)軌板間隙配合，兩者組成一直線運(yùn)動(dòng)副；X向氣缸通過氣缸固定座固定安裝在移動(dòng)板上；X向滑軌固定安裝在移動(dòng)板上；嵌入卡件安裝在X向滑軌，與X向滑軌組成一直線運(yùn)動(dòng)副；X向氣缸的動(dòng)作端與嵌入卡件相連，用于驅(qū)動(dòng)嵌入卡件沿X向滑軌做直線運(yùn)動(dòng)；

所述轉(zhuǎn)接件和Y向氣缸組成Y方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述Y向氣缸通過支架固定安裝在工作臺(tái)上，轉(zhuǎn)接件與Y向氣缸的動(dòng)作端相連，轉(zhuǎn)接件同時(shí)與X方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)中的嵌入卡件連接；Y向氣缸可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)接件和嵌入卡件，進(jìn)而帶動(dòng)導(dǎo)軌板沿著導(dǎo)軌板兩側(cè)的凹槽做直線運(yùn)動(dòng)；帶導(dǎo)軌氣缸安裝在嵌入卡件上，帶導(dǎo)軌氣缸的導(dǎo)軌方向沿Z軸方向；

所述旋轉(zhuǎn)氣缸固定板、旋轉(zhuǎn)氣缸、二爪氣缸、兩個(gè)氣動(dòng)手指組成180°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)氣缸固定板固定安裝在帶導(dǎo)軌氣缸上，與帶導(dǎo)軌氣缸同步運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)氣缸安裝在旋轉(zhuǎn)氣缸固定板上，二爪氣缸安裝在旋轉(zhuǎn)氣缸的動(dòng)作端，可在二爪氣缸的驅(qū)動(dòng)下做180°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；兩個(gè)氣動(dòng)手指安裝在二爪氣缸上，兩者配合可實(shí)現(xiàn)夾取動(dòng)作；

所述高頻感應(yīng)加熱組件包括加熱氣缸、底座、絕熱轉(zhuǎn)接件和高頻感應(yīng)加熱線圈，加熱氣缸通過底座安裝在工作臺(tái)上，高頻感應(yīng)加熱線圈通過絕熱轉(zhuǎn)接件與加熱氣缸的動(dòng)作端配合安裝；

所述激光切割組件包括激光切割頭底座、激光切割頭驅(qū)動(dòng)氣缸、工字型轉(zhuǎn)接件、T形連接件、激光切割頭、T形支座和激光切割頭滑軌，所述激光切割頭底座安裝在工作臺(tái)上，激光切割頭驅(qū)動(dòng)氣缸安裝在激光切割頭底座上，激光切割頭通過工字型轉(zhuǎn)接件和T形連接件與激光切割頭驅(qū)動(dòng)氣缸的動(dòng)作端配合安裝，激光切割頭安裝在T形支座上，T形支座安裝在激光切割頭滑軌上，激光切割頭可在激光切割頭驅(qū)動(dòng)氣缸的驅(qū)動(dòng)下沿著激光切割頭滑軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

所述激光焊接組件包括激光焊接頭、角度調(diào)節(jié)塊、電動(dòng)模組、固定板和龍門架，所述激光焊接頭通過角度調(diào)節(jié)塊與電動(dòng)模組配合安裝，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)激光焊接頭加工焦距的調(diào)整；電動(dòng)模組通過固定板安裝在龍門架上，所述龍門架兩端安裝在工作臺(tái)上；

所述激光器組件包括激光器、激光器支架和分束器，激光器通過激光器支架支撐安裝在工作臺(tái)上，電子光閘分束器連接在激光器的輸出端，電子光閘分束器的兩個(gè)輸出端分別通過光纖與激光切割頭和激光焊接頭相連；

所述矯直器組件包括多個(gè)輥?zhàn)痈叨日{(diào)整搖桿和上下兩排交錯(cuò)設(shè)置的多個(gè)輥?zhàn)?，所述輥?zhàn)痈叨日{(diào)整搖桿用于調(diào)節(jié)上排輥?zhàn)优c下排輥?zhàn)又g的距離；所述空心銅芯從上下兩排輥?zhàn)又g穿過，實(shí)現(xiàn)矯直與送料；

所述銅芯支撐組件包括支撐底座、支撐氣缸、U型轉(zhuǎn)接件和銅芯支撐件；所述銅芯支撐件通過U型轉(zhuǎn)接件與支撐氣缸的動(dòng)作桿配合安裝，支撐氣缸固定在支撐底座上，支撐底座固定在工作臺(tái)上；所述銅芯支撐件上設(shè)置有兩個(gè)相對(duì)的支撐立板，所述支撐立板的頂端設(shè)置有用于支撐空心銅芯的凹槽；

所述擠壓輪組件包括兩個(gè)擠壓輪、兩個(gè)L形轉(zhuǎn)接件、氣爪、氣爪轉(zhuǎn)接件、帶桿氣缸和支座；支座安裝在工作臺(tái)上，帶桿氣缸固定安裝在支座上，氣爪通過氣爪轉(zhuǎn)接件固定安裝在帶桿氣缸上，兩個(gè)L形轉(zhuǎn)接件分別安裝在氣爪的兩個(gè)氣爪臂上，一對(duì)上下對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩個(gè)擠壓輪分別通過螺紋配合安裝在兩個(gè)L形轉(zhuǎn)接件上；帶桿氣缸可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)擠壓輪左右同步移動(dòng)，氣爪可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)擠壓輪相互遠(yuǎn)離或靠近。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明將激光焊接與高頻感應(yīng)焊兩種工藝方法復(fù)合在一起，先利用激光焊接套接段管側(cè)端獲得激光環(huán)焊縫，再進(jìn)行高頻感應(yīng)焊，迅速通過擠壓輪時(shí)，由于套接段的管側(cè)端已被前序激光環(huán)焊縫封閉，熔化金屬將從套接段的芯側(cè)端(靠銅芯一側(cè))被擠出，從而實(shí)現(xiàn)套接段焊縫金屬的固相聯(lián)結(jié)，有效解決了傳統(tǒng)單純高頻感應(yīng)焊易發(fā)生的局部熔化母材流進(jìn)銅管內(nèi)部形成焊堵的難題。

2、本發(fā)明獲得的空心銅管-空心銅芯套接段焊接接頭包括一條高質(zhì)量的管側(cè)端激光環(huán)焊縫(優(yōu)選的還有一條芯側(cè)端激光環(huán)焊縫)和一條大面積的高頻感應(yīng)焊縫，一方面高質(zhì)量激光環(huán)焊縫保證了套接段的密封性，解決易泄漏問題，另一方面大面積的高頻感應(yīng)焊縫提供足夠的焊合面積，保證了足夠的套接接頭整體強(qiáng)度力學(xué)性能，解決服役過程中受力開裂問題。

3、本發(fā)明只需要激光單道焊縫，比采用單純激光焊接的多道堆焊方法，工藝更加簡(jiǎn)單、快速，成本更低。

4、本發(fā)明通過電子光閘分束器，實(shí)現(xiàn)將一束激光分時(shí)輸出到兩路(某一時(shí)刻只輸出一路，由電子光閘自動(dòng)控制切換輸出)，一路用于切斷較長(zhǎng)的空心銅芯，另一路用于激光焊接，合理巧妙的將激光切割和焊接結(jié)合在一起，使得激光器的利用率最大化，節(jié)省了制造成本。

5、本發(fā)明還提供了一種激光切割與激光復(fù)合焊接結(jié)合的套接管制備裝置，該裝置一方面實(shí)現(xiàn)了激光焊接與高頻感應(yīng)焊兩種工藝方法的復(fù)合加工，從而獲得上述1-4的優(yōu)異工藝效果，另一方面，該裝置包括了自動(dòng)化上下料、工件翻轉(zhuǎn)等一系列結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了空心銅管-空心銅芯的全自動(dòng)化上料、下料、套接裝配、激光切斷和高頻感應(yīng)激光復(fù)合焊接加工，保證了焊接工藝質(zhì)量的重復(fù)性，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述套接管制備裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明所述套接管制備裝置的部分結(jié)構(gòu)圖；

圖3為焊接后的工件的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為三爪氣缸夾緊旋轉(zhuǎn)組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為上料組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為旋轉(zhuǎn)取料組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖7為高頻感應(yīng)加熱組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖8激光切割組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖9為激光器組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖10為激光分束的原理圖；

圖11為激光焊接組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖12為矯直器組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖13為銅芯支撐組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖14為擠壓輪組件的結(jié)構(gòu)圖。

圖中各標(biāo)號(hào)的含義如下：

工作臺(tái)1、夾緊旋轉(zhuǎn)組件2、上料組件3、旋轉(zhuǎn)取料組件4、高頻感應(yīng)加熱組件5、激光切割組件6、激光器組件7、激光焊接組件8、矯直器組件9、銅芯支撐組件10、擠壓輪組件11、料斗12、工件13、空心銅管1301、空心銅芯1302、伺服電機(jī)201、電機(jī)支座202、法蘭203、三爪氣缸204、氣爪手指205、滑槽301、上料支架302、振動(dòng)盤303、X向氣缸401、導(dǎo)軌板402、氣缸固定座403、X向滑軌404、嵌入卡件405、移動(dòng)板406、帶導(dǎo)軌氣缸407、轉(zhuǎn)接件408、旋轉(zhuǎn)氣缸固定板409、旋轉(zhuǎn)氣缸410、二爪氣缸411、氣動(dòng)手指412、Y向氣缸413、氣缸501、底座502、絕熱轉(zhuǎn)接件503、高頻感應(yīng)加熱線圈504、激光切割頭底座601、激光切割頭驅(qū)動(dòng)氣缸602、工字型轉(zhuǎn)接件603、T形連接件604、激光切割頭605、T形支座606、激光切割頭滑軌607、激光器701、激光器支架702、分束器703、激光焊接頭801、角度調(diào)節(jié)塊802、電動(dòng)模組803、固定板804、龍門架805、輥?zhàn)痈叨日{(diào)整搖桿901、輥?zhàn)咏M件902、支撐底座1001、支撐氣缸1002、U型轉(zhuǎn)接件1003、銅芯支撐件1004、擠壓輪1101、L形轉(zhuǎn)接件1102、氣爪1103、氣爪轉(zhuǎn)接件1104、帶桿氣缸1105、安裝支座1106。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明提供了一種激光切割與激光復(fù)合焊接結(jié)合的套接管制備方法，用于將空心銅管1301兩側(cè)與直徑略小的空心銅芯1302實(shí)現(xiàn)套接裝配并密封焊接空心銅芯1302，形成工件1313。該方法具體包括如下步驟：

(1)裝夾空心銅管1301；

(2)將空心銅芯1302的一端插入空心銅管1301內(nèi)，兩者間隙配合，間隙值0.01mm～0.3mm，套接長(zhǎng)度2mm～10mm；

(3)在空心銅芯1302與空心銅管1301套接段的下方設(shè)置高頻感應(yīng)加熱線圈，要求線圈形狀與尺寸與套接段對(duì)應(yīng)匹配，沿套接段軸向尺寸不超過套接長(zhǎng)度，即直接感應(yīng)加熱區(qū)域控制在套接段區(qū)域以內(nèi)；

在空心銅芯1302與空心銅管1301套接段的上方設(shè)置高頻感應(yīng)焊的擠壓輪；

(4)在激光器的輸出端連接電子光閘分束器，用于將激光器輸出的一束激光分時(shí)輸出到兩路(某一時(shí)刻只輸出一路，由電子光閘自動(dòng)控制切換輸出)，一路用于切斷較長(zhǎng)的空心銅芯，另一路用于激光焊接；兩個(gè)激光束均通過光纖輸出；

(5)輸出焊接激光束，聚焦于空心銅芯1302與空心銅管1301套接段的管側(cè)端位置(靠銅管一側(cè))，進(jìn)行固定點(diǎn)焊，用于初步固定空心銅芯1302與空心銅管1301的相對(duì)位置；

(6)輸出切割激光束，根據(jù)工件的長(zhǎng)度要求，采用激光切斷空心銅芯1302，并在銅芯支撐件1004上保持平衡；

(7)輸出焊接激光束，通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心銅芯1302與空心銅管1301一起勻速旋轉(zhuǎn)，使得聚焦激光束沿著空心銅芯1302與空心銅管1301套接段的管側(cè)端位置掃描一圈，通過設(shè)定適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)(激光功率、離焦量、銅管旋轉(zhuǎn)速度)，實(shí)現(xiàn)激光堆焊深度的控制，也就是使空心銅管1301與空心銅芯1302實(shí)現(xiàn)熔融焊合且熔深不超過空心銅芯內(nèi)壁面(非穿透型堆焊)，從而獲得空心銅芯1302與空心銅管1301套接段的管側(cè)端激光環(huán)焊縫；

(8)高頻感應(yīng)加熱線圈通電，通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心銅管1302勻速旋轉(zhuǎn)，使得空心銅芯1302與空心銅管1301套接段預(yù)熱均勻；

(9)當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到設(shè)定值后，套接段高頻感應(yīng)加熱區(qū)域在高頻電流的作用下發(fā)生表面薄層熔化，迅速通過擠壓輪時(shí)，由于套接段的管側(cè)端已被前序激光環(huán)焊縫封閉，熔化金屬將從套接段的芯側(cè)端(靠銅芯一側(cè))被擠出，從而實(shí)現(xiàn)套接段焊縫金屬的固相聯(lián)結(jié)；

優(yōu)選的，可以接著輸出焊接激光束，通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心銅管112與空心銅管1301一起勻速旋轉(zhuǎn)，使得聚焦激光束沿著空心銅芯1302與空心銅管1301套接段的芯側(cè)端位置再掃描一圈，通過設(shè)定適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)(激光功率、離焦量、銅管旋轉(zhuǎn)速度)，實(shí)現(xiàn)激光堆焊深度的控制，即使空心銅管1301與空心銅芯1302實(shí)現(xiàn)熔融焊合且熔深不超過空心銅芯內(nèi)壁面(非穿透型堆焊)，從而獲得空心銅芯1302與空心銅管1301套接段的芯側(cè)端激光環(huán)焊縫；

(10)將一端焊接完成的空心銅管1301水平翻轉(zhuǎn)180度，使空心銅管1301的未焊接端與送料的空心銅芯1302位置相對(duì)；

(11)重復(fù)步驟(2)-(9)，完成空心銅管1301另一端的焊接。

本發(fā)明還提供了一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的套接管制備裝置，如圖1-14所示，該裝置具體包括工作臺(tái)1，以及安裝在工作臺(tái)1上的夾緊旋轉(zhuǎn)組件2、上料組件3、旋轉(zhuǎn)取料組件4、高頻感應(yīng)加熱組件5、激光切割組件6、激光器組件7、激光焊接組件8、矯直器組件9、銅芯支撐組件10、擠壓輪組件11和料斗12。

所述夾緊旋轉(zhuǎn)組件2用于裝夾空心銅管1301，并實(shí)現(xiàn)空心銅管1301的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述上料組件3用于將振動(dòng)盤內(nèi)定長(zhǎng)的空心銅管1301輸送至上料工位。所述旋轉(zhuǎn)取料組件4用于將上料工位的空心銅管1301夾取至焊接工位，以及實(shí)現(xiàn)空心銅管1301的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述高頻感應(yīng)加熱組件5用于通過高頻感應(yīng)加熱線圈來預(yù)熱處于焊接工位的空心銅管1301和空心銅芯1302。所述激光器組件7用于將激光器輸出的激光束利用電子光閘分束器分時(shí)輸出到兩路(某一時(shí)刻只輸出一路，由電子光閘自動(dòng)控制切換輸出)，第一路激光束用于后續(xù)激光焊接，第二路激光束用于后續(xù)的激光切割；電子光閘分束器可以采用電動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)反射鏡片旋轉(zhuǎn)的光路轉(zhuǎn)折設(shè)計(jì)原理，市場(chǎng)上已有實(shí)現(xiàn)該功能的模塊化產(chǎn)品。所述激光焊接組件8用于輸出焊接激光束實(shí)現(xiàn)空心銅管1301和空心銅芯1302的激光焊接。所述矯直器組件9用于矯直空心銅芯1302，并將空心銅芯1302輸送至焊接工位。所述激光切割組件6用于輸出切割激光束來切斷空心銅芯1302。所述料斗12用于收集焊接后形成的工件13。所述銅芯支撐組件10用于支撐切斷后的空心銅芯1302，使其保持平衡。所述擠壓輪組件11用于輔助實(shí)現(xiàn)高頻感應(yīng)焊。

所述夾緊旋轉(zhuǎn)組件2包括伺服電機(jī)201、電機(jī)支座202、法蘭203、三爪氣缸204和氣爪手指205，伺服電機(jī)201通過電機(jī)支座202安裝在工作臺(tái)1上，三爪氣缸204通過法蘭203與伺服電機(jī)201配合同軸裝配，氣爪手指205安裝于三爪氣缸204上，兩者組成夾緊結(jié)構(gòu)用于裝夾空心銅管1301。

所述上料組件3包括振動(dòng)盤303、上料支架302、兩個(gè)滑槽301和兩個(gè)彈性擋套，所述上料支架302的底部安裝在工作臺(tái)1上，所述兩個(gè)滑槽301相隔一定距離的豎直安裝在上料支架302上；兩個(gè)彈性擋套分別安裝在兩個(gè)滑槽301的末端；振動(dòng)盤303的輸出端延伸至兩組滑槽301的位置；空心銅管1301經(jīng)振動(dòng)盤303輸送至兩個(gè)滑槽301處，經(jīng)兩個(gè)滑槽301落入兩個(gè)彈性擋套之間(此位置為上料工位)。

所述旋轉(zhuǎn)取料組件4包括X向氣缸401、導(dǎo)軌板402、氣缸固定座403、X向滑軌404、嵌入卡件405、移動(dòng)板406、帶導(dǎo)軌氣缸407、轉(zhuǎn)接件408、旋轉(zhuǎn)氣缸固定板409、旋轉(zhuǎn)氣缸410、二爪氣缸411、氣動(dòng)手指412和Y向氣缸413。所述導(dǎo)軌板402、X向氣缸401、移動(dòng)板406、氣缸固定座403、X向滑軌404和嵌入卡件405組成X方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)軌板402通過螺釘固定安裝在工作臺(tái)1上；導(dǎo)軌板402的兩側(cè)設(shè)置有凹槽，移動(dòng)板406裝配在所述凹槽內(nèi)，與導(dǎo)軌板402間隙配合，兩者組成一直線運(yùn)動(dòng)副；X向氣缸401通過氣缸固定座403固定安裝在移動(dòng)板406上；X向滑軌404固定安裝在移動(dòng)板406上；嵌入卡件405安裝在X向滑軌404，與X向滑軌404組成一直線運(yùn)動(dòng)副；X向氣缸401的動(dòng)作端與嵌入卡件405相連，用于驅(qū)動(dòng)嵌入卡件405沿X向滑軌404做直線運(yùn)動(dòng)。

所述轉(zhuǎn)接件408和Y向氣缸413組成Y方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述Y向氣缸413通過支架固定安裝在工作臺(tái)1上，轉(zhuǎn)接件408與Y向氣缸413的動(dòng)作端相連，轉(zhuǎn)接件408同時(shí)與X方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)中的嵌入卡件405連接；Y向氣缸413可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)接件408和嵌入卡件405，進(jìn)而帶動(dòng)導(dǎo)軌板402沿著導(dǎo)軌板402兩側(cè)的凹槽做直線運(yùn)動(dòng)。帶導(dǎo)軌氣缸407安裝在嵌入卡件405上，帶導(dǎo)軌氣缸407的導(dǎo)軌方向沿Z軸方向。

所述旋轉(zhuǎn)氣缸固定板409、旋轉(zhuǎn)氣缸410、二爪氣缸411、兩個(gè)氣動(dòng)手指412組成180°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)氣缸固定板409固定安裝在帶導(dǎo)軌氣缸407上，與帶導(dǎo)軌氣缸407同步運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)氣缸410安裝在旋轉(zhuǎn)氣缸固定板409上，二爪氣缸411安裝在旋轉(zhuǎn)氣缸410的動(dòng)作端，可在二爪氣缸411的驅(qū)動(dòng)下做180°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；兩個(gè)氣動(dòng)手指412安裝在二爪氣缸411上，兩者配合可實(shí)現(xiàn)夾取動(dòng)作。

所述高頻感應(yīng)加熱組件5包括加熱氣缸501、底座502、絕熱轉(zhuǎn)接件503和高頻感應(yīng)加熱線圈504，加熱氣缸501通過底座502安裝在工作臺(tái)1上，高頻感應(yīng)加熱線圈504通過絕熱轉(zhuǎn)接件503與加熱氣缸501的動(dòng)作端配合安裝。

所述激光切割組件6包括激光切割頭底座601、激光切割頭驅(qū)動(dòng)氣缸602、工字型轉(zhuǎn)接件603、T形連接件604、激光切割頭605、T形支座606和激光切割頭滑軌607，所述激光切割頭底座601安裝在工作臺(tái)1上，激光切割頭驅(qū)動(dòng)氣缸602安裝在激光切割頭底座601上，激光切割頭605通過工字型轉(zhuǎn)接件603和T形連接件604與激光切割頭驅(qū)動(dòng)氣缸602的動(dòng)作端配合安裝，激光切割頭605安裝在T形支座606上，T形支座606安裝在激光切割頭滑軌607上，激光切割頭605可在激光切割頭驅(qū)動(dòng)氣缸602的驅(qū)動(dòng)下沿著激光切割頭滑軌607往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

所述激光焊接組件8包括激光焊接頭801、角度調(diào)節(jié)塊802、電動(dòng)模組803、固定板804和龍門架805，所述激光焊接頭801通過角度調(diào)節(jié)塊802與電動(dòng)模組803配合安裝，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)激光焊接頭801加工焦距的調(diào)整；電動(dòng)模組803通過固定板804安裝在龍門架805上，所述龍門架805兩端安裝在工作臺(tái)1上。

所述激光器組件7包括激光器701、激光器支架702和分束器703，激光器701通過激光器支架702支撐安裝在工作臺(tái)1上，電子光閘分束器703連接在激光器701的輸出端，電子光閘分束器703的兩個(gè)輸出端分別通過光纖與激光切割頭605和激光焊接頭801相連。

所述矯直器組件9包括多個(gè)輥?zhàn)痈叨日{(diào)整搖桿901和上下兩排交錯(cuò)設(shè)置的多個(gè)輥?zhàn)?02，所述輥?zhàn)痈叨日{(diào)整搖桿901用于調(diào)節(jié)上排輥?zhàn)优c下排輥?zhàn)又g的距離。所述空心銅芯1302從上下兩排輥?zhàn)又g穿過，實(shí)現(xiàn)矯直與送料。

所述銅芯支撐組件10包括支撐底座1001、支撐氣缸1002、U型轉(zhuǎn)接件903和銅芯支撐件1004。所述銅芯支撐件1004通過U型轉(zhuǎn)接件903與支撐氣缸1002的動(dòng)作桿配合安裝，支撐氣缸1002固定在支撐底座1001上，支撐底座1001固定在工作臺(tái)1上。所述銅芯支撐件1004上設(shè)置有兩個(gè)相對(duì)的支撐立板，所述支撐立板的頂端設(shè)置有用于支撐空心銅芯1302的凹槽。

所述擠壓輪組件11包括兩個(gè)擠壓輪1101、兩個(gè)L形轉(zhuǎn)接件1102、氣爪1103、氣爪轉(zhuǎn)接件1104、帶桿氣缸1105和支座1006。支座1006安裝在工作臺(tái)1上，帶桿氣缸1105固定安裝在支座1006上，氣爪1103通過氣爪轉(zhuǎn)接件1104固定安裝在帶桿氣缸1105上，兩個(gè)L形轉(zhuǎn)接件1102分別安裝在氣爪1103的兩個(gè)氣爪臂上，一對(duì)上下對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩個(gè)擠壓輪1101分別通過螺紋配合安裝在兩個(gè)L形轉(zhuǎn)接件1102上。帶桿氣缸1105可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)擠壓輪左右同步移動(dòng)，氣爪1103可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)擠壓輪相互遠(yuǎn)離或靠近。

上述套接空心銅管的高頻感應(yīng)激光復(fù)合焊接裝置的工作過程為：

旋轉(zhuǎn)取料組件4中的X方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、180°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與帶導(dǎo)軌氣缸407配合，將氣動(dòng)手指412移動(dòng)到兩個(gè)彈性擋套之間空心銅管1301所在的位置(上料工位)，并利用氣動(dòng)手指412夾取空心銅管1301，再向空心銅芯1302所在位置運(yùn)動(dòng)，使將空心銅芯1302的一端插入空心銅管1301內(nèi)，完成取料動(dòng)作。之后，夾緊旋轉(zhuǎn)組件2的氣爪手指205夾緊空心銅管1301，氣動(dòng)手指412松開；輸出焊接激光束，聚焦于空心銅芯1302與空心銅管1301套接段的管側(cè)端位置(靠銅管一側(cè))，進(jìn)行固定點(diǎn)焊，用于初步固定空心銅芯1302與空心銅管1301的相對(duì)位置；然后，根據(jù)工件的長(zhǎng)度要求，啟動(dòng)激光切割頭驅(qū)動(dòng)氣缸602，利用激光切割頭605輸出切割激光束切斷空心銅芯1302，并在銅芯支撐件1004上保持平衡；再次輸出焊接激光束，夾緊旋轉(zhuǎn)組件2驅(qū)動(dòng)空心銅管112與空心銅管1301一起勻速旋轉(zhuǎn)，使得聚焦激光束沿著空心銅芯1302與空心銅管1301套接段的管側(cè)端位置掃描一圈，從而獲得空心銅芯1302與空心銅管1301套接段的管側(cè)端激光環(huán)焊縫。

然后，將高頻感應(yīng)加熱線圈504通電，并通過夾緊旋轉(zhuǎn)組件2驅(qū)動(dòng)空心銅管112和空心銅芯1302勻速旋轉(zhuǎn)，使得空心銅芯1302與空心銅管1301套接段預(yù)熱均勻；當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到設(shè)定值后，套接段高頻感應(yīng)加熱區(qū)域在高頻電流的作用下發(fā)生表面薄層熔化，此時(shí)迅速控制擠壓輪組件11中的兩個(gè)擠壓輪1101相互擠壓高頻感應(yīng)加熱區(qū)域，由于套接段的管側(cè)端已被前序激光環(huán)焊縫封閉，熔化金屬將從套接段的芯側(cè)端(靠銅芯一側(cè))被擠出，從而實(shí)現(xiàn)套接段焊縫金屬的固相聯(lián)結(jié)。

當(dāng)空心銅管1301一側(cè)焊接完畢后，松開氣爪手指205，夾緊氣動(dòng)手指412，控制旋轉(zhuǎn)氣缸410帶動(dòng)空心銅管1301旋轉(zhuǎn)180。，進(jìn)行另一側(cè)的焊接，待空心銅管1301兩側(cè)均焊接完畢后，旋轉(zhuǎn)取料組件4退后，擠壓輪組件11的兩個(gè)擠壓輪1101松開并退后，氣爪手指205松開，空心銅管1301自動(dòng)落入料斗12內(nèi)。

本發(fā)明可改變?yōu)槎喾N方式對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的，這樣的改變不認(rèn)為脫離本發(fā)明的范圍。所有這樣的對(duì)所述領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的修改，將包括在本權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。