一種不銹鋼薄板角焊縫的激光焊接夾具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種不銹鋼薄板角焊縫的激光焊接夾具,其中主要包括:平臺(tái)(1),銅墊板(2),壓板(3),第一夾板(4),第二夾板(5),快速卡具(10),墊圈(12),其特征在于:快速卡具(8)通過(guò)固定裝置固定在夾板(5)上,夾板(5)通過(guò)固定裝置固定在平臺(tái)(1)上,銅墊板(2)通過(guò)活動(dòng)定位裝置定在平臺(tái)(1)上,壓板(6)通過(guò)固定裝置固定在銅墊板(2)上。為了提升該焊接方法的效率以及質(zhì)量,焊接時(shí)使用專用夾具采用一側(cè)夾具位于水平位置,且另一側(cè)夾具成90°的焊接夾具固定0.7mm的兩塊薄板,通過(guò)快速卡具、墊圈、壓板、平臺(tái)和螺釘可以實(shí)現(xiàn)不銹鋼的快速定位,以及牢固固定,也能防止不銹鋼在固定過(guò)程中磨損。
【專利說(shuō)明】一種不銹鋼薄板角焊縫的激光焊接夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光焊接技術(shù),具體為一種不銹鋼薄板角焊縫的激光焊接夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]薄板的焊接變形控制技術(shù)、角焊縫焊接不上和氧化色是焊接領(lǐng)域的技術(shù)難題,焊接變形與材料、焊接工藝、焊接方法等因素有關(guān);角焊縫焊接不上與夾具設(shè)計(jì)的合理性、機(jī)器人示教有關(guān),傳統(tǒng)通過(guò)KUKA機(jī)器人的guide laser紅光引導(dǎo),薄板角焊縫上的示教誤差很大,不能保證激光照射在預(yù)定位置,造成焊縫成形困難,人眼對(duì)于紅光的觀察誤差比較大;氧化色與保護(hù)氣體類型、保護(hù)氣體噴嘴結(jié)構(gòu)有關(guān)。傳統(tǒng)采用TIG焊接方法,TIG不能在焊件上直接起弧,易產(chǎn)生夾鎢或者工件粘接,電弧也不能立即穩(wěn)定,電弧容易擊穿母材,所以應(yīng)采用引弧板,在引弧點(diǎn)旁放一塊紫銅板,先在其上引弧,待鎢頭加熱至一定溫度后再移至待焊部位。這樣增加了輔助焊接的時(shí)間。由于是薄板角焊縫焊接,焊接電流均取小值,易產(chǎn)生電弧漂移,陰極斑點(diǎn)溫度很高,會(huì)使焊接區(qū)域產(chǎn)生發(fā)熱燒損和發(fā)射電子條件變差,致使陰極斑點(diǎn)不斷跳動(dòng),很難維持正常焊接。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了實(shí)現(xiàn)薄板角焊縫圓角過(guò)渡,正、背面沒有氧化色,焊接質(zhì)量能夠滿足批量生產(chǎn),上述焊接方法要專用的夾具。本發(fā)明專用夾具包括:平臺(tái),銅墊板,壓板,夾板,快速卡具,墊圈等,其特征在于:快速卡具通過(guò)螺釘固定在夾板上,夾板通過(guò)螺釘固定在平臺(tái)上,銅墊板通過(guò)圓柱銷固定在平臺(tái)上,壓板通過(guò)螺釘固定在銅墊板上。把不銹鋼薄板分別放在水平和垂直銅墊板上,水平銅壓板和垂直銅壓板分別壓在不銹鋼薄板上,調(diào)節(jié)兩個(gè)不銹鋼薄板的搭接位置關(guān)系,水平不銹鋼薄板搭接在垂直不銹鋼薄板厚度的2/3位置處,然后使兩個(gè)銅壓板分別在水平和豎直方向貼緊水平和豎直方向的不銹鋼薄板,通過(guò)快速卡具和螺栓壓緊銅壓板使兩個(gè)不銹鋼薄板緊密搭接。
[0004]本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而作,其目的在于實(shí)現(xiàn)角焊縫的圓角過(guò)渡,焊縫成形良好,沒有氧化色。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是為:一種薄不銹鋼板的焊接方法,其特征在于包括以下步驟:
[0006](I)采用一側(cè)夾具位于水平位置,且另一側(cè)夾具成90°的焊接夾具固定0.7mm厚度的兩塊薄板,夾具采用銅,因?yàn)殂~的高反射率,薄板焊接時(shí)不容易使薄板背面與夾具粘連,底座采用鑄鋼;
[0007](2)用無(wú)水乙醇擦拭待焊不銹鋼薄板加工表面,將表面的油污去除;
[0008](3)將待焊水平不銹鋼薄板搭接上另一個(gè)垂直不銹鋼薄板厚度的三分之二處,通過(guò)調(diào)節(jié)夾具使兩個(gè)薄板緊密固定;
[0009](4)用在一個(gè)平面以階梯形式依次排開的4路保護(hù)氣體噴嘴,同軸保護(hù);
[0010](5)激光頭與Z軸傾角25度照射搭接部位;[0011](6)以氬氣作為保護(hù)氣體,按以下設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接,激光輸出功率1000_2000w,焊接速度2-6m/min,保護(hù)氣體流量5_10L/min,離焦量+20至+25mm。
[0012]以氬氣作為保護(hù)氣體,在焊接過(guò)程中會(huì)形成一個(gè)保護(hù)層,把氧氣隔絕,減少金屬流失,減少氣孔產(chǎn)生,提高焊縫質(zhì)量,采用該方法工藝穩(wěn)定性良好,焊接質(zhì)量能夠滿足批量生產(chǎn),達(dá)到產(chǎn)品設(shè)定的技術(shù)要求的不銹鋼薄板焊接方法。
[0013]本發(fā)明的目的還可以這樣實(shí)現(xiàn):焊接操作中使用機(jī)器人通過(guò)CXD傳感器示教,然后設(shè)定參數(shù),讓機(jī)器人代替完成焊接操作。采用這種設(shè)計(jì)以后,CCD傳感器在示教過(guò)程中避免了人眼觀察的誤差,通過(guò)在電腦顯示器上觀察起始和終止位置來(lái)實(shí)現(xiàn)精確定位,而且保證了焊接的生產(chǎn)效率。
[0014]所述的參數(shù)按以下設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接,激光輸出功率1000?,焊接速度2m/min,保護(hù)氣體流量10L/min,離焦量+15mm。采用這種設(shè)計(jì)以后,焊接速度低使得焊縫成形更穩(wěn)定,功率低避免焊穿,但由于速度較慢易產(chǎn)生氧化。
[0015]待激光光斑焊接的位置在搭接縫線上,所述的參數(shù)按以下設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接,激光輸出功率為1700?,焊接速度為6m/min,保護(hù)氣體流量5L/min,離焦量+25mm。采用這種設(shè)計(jì)以后,速度快,使焊縫處于高溫區(qū)時(shí)間縮短,凝固成形較快,所以不易被氧化。
[0016]待激光光斑焊接的位置在搭接縫線偏上0.2_,所述的參數(shù)按以下設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接,激光輸出功率為1700?,焊接速度5.5m/min,保護(hù)氣體流量5L/min,離焦量+20_。采用這種設(shè)計(jì)以后,可以降低初始熔池的直徑,角焊縫圓角過(guò)渡更好,焊接速度較快,節(jié)約保護(hù)氣體。
[0017]一種薄板不銹鋼角焊縫的激光焊接夾具,其中主要包括:平臺(tái),銅墊板,壓板,第一夾板,第二夾板,快速卡具,墊圈,其特征在于:快速卡具通過(guò)固定裝置固定在夾板上,夾板通過(guò)固定裝置固定在平臺(tái)上,銅墊板通過(guò)活動(dòng)定位裝置定在平臺(tái)上,壓板通過(guò)固定裝置固定在銅墊板上。該裝置可以快速對(duì)不銹鋼板進(jìn)行定位并固定,降低工人的操作難度,提高焊接質(zhì)量。`
[0018]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn),所述的活動(dòng)定位裝置為圓柱銷。采用這種設(shè)計(jì)以后,對(duì)于同墊圈的定位操作比較方便。
[0019]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn),所述的固定裝置為螺釘。采用這種設(shè)計(jì)以后,各個(gè)零部件可以緊密結(jié)合在一起,不會(huì)影響焊接質(zhì)量。
[0020]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn),所述的平臺(tái)包括水平平臺(tái)和豎直平臺(tái),其夾角為90°。采用這種設(shè)計(jì)以后,可以保證不銹鋼板連接角度為90°
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明采用激光焊接的方法,通過(guò)KUKA機(jī)器人對(duì)不同的示教位置和焊接參數(shù)的選擇,反復(fù)進(jìn)行工藝試驗(yàn)后,確立了最佳的示教位置,工藝參數(shù)明確,工藝穩(wěn)定性良好,焊接質(zhì)量能夠滿足批量生產(chǎn),達(dá)到產(chǎn)品設(shè)定的技術(shù)要求的不銹鋼薄板焊接方法。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明的加工示意圖,
[0023]圖2是本發(fā)明的夾具左視圖,
[0024]圖3是本發(fā)明的夾具俯視圖,[0025]圖4是本發(fā)明的夾具主視圖,
[0026]附圖標(biāo)記列表:1一平臺(tái),2—銅墊板,3—壓板,4一第一夾板,5—第二夾板,6—壓板,7一決速卡具,9一圓柱銷,11一螺釘,12—墊圈。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】,進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]以不銹鋼薄板材質(zhì)304,厚度0.7mm,焊接長(zhǎng)度為IOmm為例。
[0030]采用以下步驟和工藝參數(shù)制作:
[0031](1)采用一側(cè)夾具位于水平位置,且另一側(cè)夾具成90°的焊接夾具固定0.7mm厚度的兩塊薄板,夾具采用銅,因?yàn)殂~的高反射率,薄板焊接時(shí)不容易使薄板背面與夾具粘連,底座采用鑄鋼;
[0032](2)用無(wú)水乙醇擦拭待焊不銹鋼薄板加工表面,將表面的油污去除;
[0033](3)將待焊水平不銹鋼薄板搭接上另一個(gè)垂直不銹鋼薄板厚度的三分之二處,通過(guò)調(diào)節(jié)夾具使兩個(gè)薄板緊密固定;
[0034](4)用在一個(gè)平面以階梯形式依次排開的4個(gè)保護(hù)氣體噴嘴,同軸保護(hù);
[0035](5)激光頭與Z軸傾角25度照射搭接部位;
[0036](6)以氬氣作為保護(hù)氣體,按以下設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接,激光輸出功率1700?,焊接速度5.5m/min,保護(hù)氣體流量5L/min,離焦量+20mm。
[0037]以氬氣作為保護(hù)氣體,在焊接過(guò)程中會(huì)形成一個(gè)保護(hù)層,把氧氣隔絕,減少金屬流失,減少氣孔廣生,提聞焊縫質(zhì)量。
[0038]實(shí)施例2:
[0039]作為本發(fā)明的一種改進(jìn),焊接操作中先對(duì)機(jī)器人進(jìn)行CCD傳感器示教,然后設(shè)定參數(shù),讓機(jī)器人代替完成焊接操作。采用這種設(shè)計(jì)以后,CCD傳感器在示教過(guò)程中避免了人眼觀察的誤差,通過(guò)在電腦顯示器上觀察起始和終止位置來(lái)實(shí)現(xiàn)精確定位,而且保證了焊接的生產(chǎn)效率。其余結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0040]實(shí)施例3:
[0041]作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述的參數(shù)按以下設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接,激光輸出功率1000w,焊接速度2m/min,保護(hù)氣體流量10L/min,離焦量+15mm。采用這種設(shè)計(jì)以后,焊接速度低使得焊縫成形更穩(wěn)定,功率低避免焊穿,但由于速度較慢易產(chǎn)生氧化。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例1完全相同。
[0042]實(shí)施例4:
[0043]作為本發(fā)明的一種改進(jìn),待激光光斑焊接的位置在搭接縫線上,所述的參數(shù)按以下設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接,激光輸出功率為1700?,焊接速度為6m/min,保護(hù)氣體流量5L/min,離焦量+25_。采用這種設(shè)計(jì)以后,速度快,使焊縫處于高溫區(qū)時(shí)間縮短,凝固成形較快,所以不易被氧化。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例1完全相同。
[0044]實(shí)施例5:
[0045]待激光光斑焊接的位置在搭接縫線偏上0.2mm,所述的參數(shù)按以下設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接,激光輸出功率為1700?,焊接速度5.5m/min,保護(hù)氣體流量5L/min,離焦量+20_。采用這種設(shè)計(jì)以后,可以降低初始熔池的直徑,可以使焊縫深度提高,角焊縫圓角過(guò)渡更好,焊接速度較快,節(jié)約保護(hù)氣體。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例1完全相同。
[0046]實(shí)施例6:
[0047]結(jié)合附圖2、3、4可見,一種薄板不銹鋼角焊縫的激光焊接夾具,其中主要包括:平臺(tái)I,銅墊板2,壓板3,第一夾板4,第二夾板5,快速卡具7,墊圈12,快速卡具7通過(guò)固定裝置固定在夾板5上,夾板5通過(guò)固定裝置固定在平臺(tái)I上,銅墊板2通過(guò)活動(dòng)定位裝置定在平臺(tái)I上,壓板6通過(guò)固定裝置固定在銅墊板2上。該裝置可以快速對(duì)不銹鋼板進(jìn)行定位并固定,降低工人的操作難度,提高焊接質(zhì)量。
[0048]實(shí)施例7:
[0049]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn),所述的活動(dòng)定位裝置為圓柱銷9。采用這種設(shè)計(jì)以后,對(duì)于同墊圈的定位操作比較方便。其余結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0050]實(shí)施例8:
[0051]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn),所述的固定裝置為螺釘11。采用這種設(shè)計(jì)以后,各個(gè)零部件可以緊密結(jié)合在一起,不會(huì)影響焊接質(zhì)量。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例1完全相同。
[0052]實(shí)施例9:
[0053]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn),所述的平臺(tái)包括水平平臺(tái)和豎直平臺(tái),其夾角為90°。采用這種設(shè)計(jì)以后,可以保證不銹鋼板連接角度為90°。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例1完全相同。
[0054]本發(fā)明還可以將實(shí)施例2、3、4、5所述的技術(shù)特征至少一個(gè)與實(shí)施例1組合成新的實(shí)施方式,本發(fā)明還可以將實(shí)施例7、8、9所述的技術(shù)特征至少一個(gè)與實(shí)施例6組合成新的實(shí)施方式。
[0055]本發(fā)明的具體使用過(guò)程如下:把不銹鋼薄板分別放在水平和垂直銅墊板上,水平銅壓板和垂直銅壓板分別壓在不銹鋼薄板上,調(diào)節(jié)兩個(gè)不銹鋼薄板的搭接位置關(guān)系,水平不銹鋼薄板搭接在垂直不銹鋼薄板厚度的2/3位置處,然后使兩個(gè)銅壓板分別在水平和豎直方向貼緊水平和豎直方向的不銹鋼薄板,通過(guò)快速卡具和螺栓壓緊銅壓板使兩個(gè)不銹鋼薄板緊密搭接。然后對(duì)搭接處進(jìn)行焊接。
[0056]本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段,還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種不銹鋼薄板角焊縫的激光焊接夾具,其中主要包括:平臺(tái)(1),銅墊板(2),壓板(3),第一夾板(4),第二夾板(5),快速卡具(7),墊圈(12),其特征在于:快速卡具(7)通過(guò)固定裝置固定在夾板(5)上,夾板(5)通過(guò)固定裝置固定在平臺(tái)(I)上,銅墊板(2)通過(guò)活動(dòng)定位裝置定在平臺(tái)(I)上,壓板(6)通過(guò)固定裝置固定在銅墊板(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼薄板角焊縫的激光焊接夾具,其特征在于:所述的活動(dòng)定位裝置為圓柱銷(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種不銹鋼薄板角焊縫的激光焊接夾具,其特征在于:所述的固定裝置為螺釘(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種不銹鋼薄板角焊縫的激光焊接夾具,其特征在于:所述的平臺(tái)包括水平平臺(tái)和豎直平臺(tái),其夾角為90°。
【文檔編號(hào)】B23K26/70GK203592236SQ201320536961
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】劉祥宇, 邢飛, 徐國(guó)建, 張景全 申請(qǐng)人:南京煜宸激光科技有限公司