雷射高頻複合焊裝置及其焊接方法
2023-05-18 17:32:06
雷射高頻複合焊裝置及其焊接方法
【專利摘要】本發明公開了一種雷射複合焊裝置，包括：傳送裝置，承載工件並帶動工件移動；控制裝置，連接於所述的傳送裝置並控制其速度；夾緊裝置，對工件進行固定；高頻感應加熱器，對工件進行加熱；雷射器，提供雷射焊接所需的雷射束，對工件被所述高頻感應加熱器加熱的部位進行雷射焊接。本發明還公開了一種焊接方法。本發明的雷射複合焊裝置解決了現有技術中單純雷射焊接達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整，實現智能化製造，減少工人的勞動強度。
【專利說明】雷射高頻複合焊裝置及其焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於先進位造裝備領域，尤其涉及一種雷射高頻複合焊裝置及其焊接方法。
【背景技術】
[0002]雷射加工技術屬於先進位造技術，利用雷射技術進行焊接是一個新的突破，相對於普通的焊接方式有容易實現焊接自動化，方便焊接複雜形狀，雷射照射後的材料溫度會升高，同時在短時間內冷卻下來，相當於進行了熱處理，有利於改善焊接區的微觀組織，焊接接頭的強度大於母材的強度。
[0003]但是由於現有的雷射器功率還不夠大，達不到焊接的溫度要求。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:克服現有技術中之不足，提供一種雷射高頻複合焊裝置及其焊接方法，解決現有技術中單純雷射焊接達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整，實現智能化製造，減少工人的勞動強度。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種雷射複合焊裝置，包括:
[0006]傳送裝置，承載工件並帶動工件移動；
[0007]控制裝置，連接於所述的傳送裝置並控制其速度；
[0008]夾緊裝置，對工件進行固定；
[0009]高頻感應加熱器，對工件進行加熱；
[0010]雷射器，提供雷射焊接所需的雷射束，對工件被所述高頻感應加熱器加熱的部位進行雷射焊接。
[0011]優選的，在上述的雷射複合焊裝置中，所述的雷射器為YAG雷射器。
[0012]優選的，在上述的雷射複合焊裝置中，所述YAG雷射器的功率為800W。
[0013]優選的，在上述的雷射複合焊裝置中，所述的高頻感應加熱器的型號為JL_15kw。
[0014]優選的，在上述的雷射複合焊裝置中，所述的高頻感應加熱器的震蕩頻率為30?IOOKHz。
[0015]優選的，在上述的雷射複合焊裝置中，所述的傳送裝置包括平行設置的多個輥軸以及連接於所述輥軸的電機。
[0016]相應地，本發明還公開了一種雷射複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，並通過夾緊裝置對工件進行固定；
[0018](2)設定高頻感應加熱器的震蕩頻率為30-100KHZ ；
[0019](3)設定傳送裝置的速度，當工件被高頻感應加熱器加熱的部分傳送至雷射器，打開雷射器，進行雷射焊接。
[0020]本發明還公開了一種雷射複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，並通過夾緊裝置對鍍鋅管進行固定；[0022](2)設定高頻感應加熱器的震蕩頻率為50KHz，通過高頻感應加熱器將鍍鋅管待焊接部位加熱至650°C ；
[0023](3)設定傳送裝置的速度，當工件被高頻感應加熱器加熱的部分傳送至雷射器，打開雷射器，進行雷射焊接，雷射光斑直徑為6mm，功率為650W。
[0024]本發明的有益效果是:
[0025](I)雷射器用來提供雷射焊接所需的雷射束，選用的雷射器的是800W的YAG雷射器，該種類雷射器產生的脈衝雷射，相對於普通的雷射器的熱影響區更小，減小對非焊接區的性能影響。
[0026](2)高頻感應加熱器的型號是JL_15kw，其原理是感應加熱設備輸出強交變頻電流後，通過感應線圈產生強交變磁場，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。由於該設備是直接將電能轉化為熱能，所以熱效率較高，具有良好的經濟性，有良好的工業應用性。
[0027](3)通過增加傳動裝置，使得焊接效果能夠人為控制與調整，實現智能化製造，減少工人的勞動強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0029]圖1是本發明具體實施例中雷射高頻複合焊裝置的結構示意圖；
[0030]圖中:
[0031]I 雷射器2 高頻感應加熱器
[0032]3 傳送裝置 4 工件
【具體實施方式】
[0033]現有的雷射器功率還不夠大，達不到焊接的溫度要求，因此需要對焊材進行預先熱處理，本發明採用的是高頻感應加熱器，其原理是利用電渦流的熱效應，是非接觸式加熱，加熱效率高，能夠將焊材的溫度提高到需要的溫度，選用的高頻感應加熱器具有溫度控制的功能。
[0034]利用高頻感應熱源對工件進行預熱，在工件達到一定溫度後，再用雷射對工件進行焊接。雷射高頻複合焊與單純雷射焊接相比，可以起到改善接頭組織性能、降低裂紋和氣孔傾向以及進一步提高焊接效率的效果。此外，高頻感應熱源與雷射具有非接觸環保型加熱的特點。
[0035]現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0036]參圖1所示，雷射複合焊接裝置包括雷射器1，雷射器I優選為功率為800W的YAG雷射器。雷射器提供雷射焊接所需的雷射束，用以對工件4進行雷射焊接。
[0037]雷射複合焊接裝置還包括高頻感應加熱器2，高頻感應加熱器2的型號為JL-15kw,震蕩頻率優選為30-IOOKHz。高頻感應加熱器2用以對工件進行預加熱。
[0038]雷射複合焊接裝置還包括傳送裝置3，傳送裝置3包括平行設置的多個輥軸以及連接於輥軸的電機(圖未示)，電機用以驅動輥軸進行轉動。工件安裝於輥軸上，輥軸轉動進而帶動工件進行移動。為了防止工件4轉動或者偏離原有路線而影響焊接質量，本實施例還提供一夾緊裝置(圖未示)用以實現對工件的固定。
[0039]電機電性連接有一控制裝置(圖未示)，通過控制裝置以控制電機的速度。
[0040]如本領域普通技術人員所熟知，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)、隨機存儲模塊(random access memory, RAM)、定時模塊、數字模擬轉換模塊(A/Dconverter)、以及複數輸入/輸出埠。當然，控制裝置也可以採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雷射複合焊接裝置的焊接方法及效果進行說明，焊管規格Φ4.76X0.65mm，焊接方法包括:
[0042](I)將鍍鋅管安裝到傳送裝置上，並通過夾緊裝置對鍍鋅管進行固定；
[0043](2)設定高頻感應加熱器的震蕩頻率為50KHz，通過高頻感應加熱器將鍍鋅管待焊接部位加熱至650°C ；
[0044](3)設定傳送裝置的速度，當工件被高頻感應加熱器加熱的部分傳送至雷射器，打開雷射器，進行雷射焊接，雷射光斑直徑為6mm，功率為650W。
[0045]對焊接後的鋼管進行質量檢測，得出的數據如表1:
[0046]表1.焊接後的檢測結果
[0047]
【權利要求】
1.一種雷射複合焊裝置，其特徵在於，包括: 傳送裝置，承載工件並帶動工件移動； 控制裝置，連接於所述的傳送裝置並控制其速度； 夾緊裝置，對工件進行固定； 高頻感應加熱器，對工件進行加熱； 雷射器，提供雷射焊接所需的雷射束，對工件被所述高頻感應加熱器加熱的部位進行雷射焊接。
2.根據權利要求1所述的雷射複合焊裝置，其特徵在於:所述的雷射器為YAG雷射器。
3.根據權利要求2所述的雷射複合焊裝置，其特徵在於:所述YAG雷射器的功率為800W。
4.根據權利要求1所述的雷射複合焊裝置，其特徵在於:所述的高頻感應加熱器的型號為 JL_15kw。
5.根據權利要求4所述的雷射複合焊裝置，其特徵在於:所述的高頻感應加熱器的震蕩頻率為30?IOOKHz。
6.根據權利要求1所述的雷射複合焊裝置，其特徵在於:所述的傳送裝置包括平行設置的多個輥軸以及連接於所述輥軸的電機。
7.權利要求1至6任一所述的雷射複合焊裝置的焊接方法，其特徵在於，包括: (1)將待加工工件安裝到傳送裝置上，並通過夾緊裝置對工件進行固定； (2)設定高頻感應加熱器的震蕩頻率為30-100KHZ； (3)設定傳送裝置的速度，當工件被高頻感應加熱器加熱的部分傳送至雷射器，打開雷射器，進行雷射焊接。
8.權利要求1至6任一所述的雷射複合焊裝置對鍍鋅管的焊接方法，其特徵在於，包括: (1)將鍍鋅管安裝到傳送裝置上，並通過夾緊裝置對鍍鋅管進行固定； (2)設定高頻感應加熱器的震蕩頻率為50KHz，通過高頻感應加熱器將鍍鋅管待焊接部位加熱至650°C ； (3)設定傳送裝置的速度，當工件被高頻感應加熱器加熱的部分傳送至雷射器，打開雷射器，進行雷射焊接，雷射光斑直徑為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 優先權日:2013年8月29日
【發明者】宋仁國, 徐一銘, 孔德軍, 陸海, 李海 申請人:張家港市恆運新材料科技有限公司