一種復(fù)雜曲面車燈的焊接方法及焊接裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)雜曲面車燈的焊接方法及焊接裝置，所述的焊接方法根據(jù)待焊接車燈的材料以及車燈曲面的曲率，在激光發(fā)生器內(nèi)設(shè)置待焊接復(fù)雜曲面車燈的焊接參數(shù)，由氣缸驅(qū)動(dòng)待焊接的燈體和配光鏡與透明壓膜接觸，通過透明壓膜將燈體和配光鏡壓緊，透明壓膜與配光鏡的形狀一致，然后啟動(dòng)激光發(fā)生器，激光發(fā)生器按照設(shè)定的焊接參數(shù)，根據(jù)復(fù)雜曲面車燈的材料和待焊接車燈不同曲面位置的曲率，產(chǎn)生不同功率的激光光束，激光光束通過透明壓膜聚光后，按設(shè)定的焊接速度沿焊接部位進(jìn)行焊接。所述的焊接方法能耗非常低，沒有環(huán)境污染，解決現(xiàn)有復(fù)雜曲面車燈的焊接方式能耗較高、焊接質(zhì)量差且污染環(huán)境的問題。
【專利說明】一種復(fù)雜曲面車燈的焊接方法及焊接裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車車燈【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種采用激光焊接復(fù)雜曲面車燈的焊接方法及焊接裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前對(duì)車燈的焊接一般采用摩擦焊和熱板焊。摩擦焊在焊接時(shí)，旋轉(zhuǎn)工件在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下開始高速旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)工件在軸向力作用下逐步向旋轉(zhuǎn)工件靠攏，兩側(cè)工件接觸并壓緊后，摩擦界面上一些微凸體首先發(fā)生粘接與剪切，并產(chǎn)生摩擦熱。隨著實(shí)際接觸面積增大，摩擦扭矩迅速升高，摩擦界面處溫度也隨之上升，摩擦界面逐漸被一層高溫粘塑性材料所覆蓋。此時(shí)，兩側(cè)工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)際上已發(fā)生在這層粘塑性材料內(nèi)部，產(chǎn)熱機(jī)制已由初期的摩擦產(chǎn)熱轉(zhuǎn)變?yōu)檎乘苄圆牧蠈觾?nèi)的塑性變形產(chǎn)熱。在熱激活作用下，這層粘塑性材料發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，使變形抗力降低，故摩擦扭矩升高到一定程度后逐漸降低。隨著摩擦熱量向兩側(cè)工件的傳導(dǎo)，焊接面兩側(cè)溫度亦逐漸升高，在軸向壓力作用下，焊合區(qū)材料發(fā)生徑向塑性流動(dòng)，從而形成飛邊，軸向縮短量逐漸增大。隨摩擦?xí)r間延長(zhǎng)，摩擦界面溫度與摩擦扭矩基本恒定，溫度分布區(qū)逐漸變寬，飛邊逐漸增大，此階段稱之為準(zhǔn)穩(wěn)定摩擦階段。在此階段，摩擦壓力與震動(dòng)速度保持恒定。當(dāng)摩擦焊接區(qū)的溫度分布、變形達(dá)到一定程度后，開始剎車制動(dòng)并使軸向力迅速升高到所設(shè)定的頂端壓力此時(shí)軸向縮短量急驟增大，并隨著界面溫度降低，摩擦壓力增大，摩擦扭矩出現(xiàn)第二個(gè)峰值，即后峰值扭矩。在整個(gè)過程中，焊合區(qū)材料通過相互擴(kuò)散與再結(jié)晶，使兩側(cè)材料牢固焊接在一起，從而完成整個(gè)焊接過程。
[0003]熱板焊是通過一個(gè)由溫度控制的加熱板來焊接工件，焊接時(shí)，加熱板置于兩個(gè)待焊接的工件之間，當(dāng)工件緊貼住加熱板時(shí)，便開始熔化。在一段預(yù)先設(shè)置好的加熱時(shí)間過去之后，工件表面將達(dá)到一定的熔化程度，此時(shí)工件向兩邊分開，加熱板移開，隨后在一定壓力作用下兩片工件快速并合在一起，當(dāng)達(dá)到一定的焊接時(shí)間和焊接深度之后，整個(gè)焊接過程完成。
[0004]摩擦焊會(huì)有飛邊焊渣現(xiàn)象，能耗較大，熱板焊通常會(huì)有熔融后焦黑現(xiàn)象，能耗極大，而且兩種焊接方式焊接的工件表面質(zhì)量都不夠好。
[0005]為了解決上述問題，可以采用激光焊接，激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法，通過激光輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復(fù)頻率等激光參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。激光束可由平面光學(xué)元件(如鏡子)導(dǎo)引，隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。但是目前的激光發(fā)生器主要用于平面板的焊接，對(duì)于復(fù)雜曲面車燈的焊接，目前還沒有實(shí)現(xiàn)激光焊接技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)雜曲面車燈的焊接方法，該焊接方法采用激光焊接的方法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面車燈的焊接，能耗非常低，沒有環(huán)境污染，用以解決現(xiàn)有復(fù)雜曲面車燈的焊接方式能耗較高、焊接質(zhì)量差且污染環(huán)境的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是:一種復(fù)雜曲面車燈的焊接方法，所述的焊接方法用于焊接汽車車燈的燈體與配光鏡，所述的焊接方法采用激光焊接方式，具體包括如下步驟:
[0008](I)將待焊接的燈體與配光鏡放置在燈體定位座內(nèi)，所述的燈體定位座安裝在升降板上，所述升降板的底部安裝氣缸，所述的氣缸安裝在底部支架上；
[0009](2)將激光發(fā)生器放置在頂板上，所述的頂板通過第三立柱和第四立柱固定在底部支架上；
[0010](3)根據(jù)待焊接車燈的材料以及車燈曲面的曲率，在激光發(fā)生器內(nèi)設(shè)置待焊接復(fù)雜曲面車燈的焊接參數(shù)，所述的焊接參數(shù)包括車燈材料的吸收值、激光功率、焊接速度以及焊接時(shí)間；
[0011](4)氣缸工作，將升降板頂起，使待焊接的燈體和配光鏡與透明壓膜接觸，通過透明壓膜將燈體和配光鏡壓緊，所述的透明壓膜與配光鏡的形狀一致，所述的透明壓膜固定在安裝板上，所述的安裝板通過第一立柱和第二立柱固定在底部支架上；
[0012](5)啟動(dòng)激光發(fā)生器，激光發(fā)生器按照步驟(I)中設(shè)定的焊接參數(shù)，根據(jù)復(fù)雜曲面車燈的材料和待焊接車燈不同曲面位置的曲率，產(chǎn)生不同功率的激光光束，所述的激光光束通過透明壓膜聚光后，按設(shè)定的焊接速度沿焊接部位進(jìn)行焊接；
[0013](6)達(dá)到設(shè)定的焊接時(shí)間后，完成焊接，激光發(fā)生器停止工作。
[0014]根據(jù)本發(fā)明所述的焊接方法，所述的激光發(fā)生器根據(jù)車燈材料的吸收值和車燈曲面的曲率，控制激光發(fā)生器產(chǎn)生相應(yīng)功率的激光束，經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡反射后的激光束對(duì)準(zhǔn)焊接部位，對(duì)待焊接部位加熱，使得配光鏡和燈體焊接在一起，所述的激光發(fā)生器為光纖激光發(fā)生器。
[0015]根據(jù)本發(fā)明所述的焊接方法，所述的激光發(fā)生器在對(duì)配光鏡和燈體進(jìn)行焊接時(shí)，伺服電機(jī)根據(jù)焊接位置以及焊接速度，控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使得反射鏡反射后的激光束對(duì)焊接部位加熱，并使激光束按設(shè)定的焊接速度沿著待焊接部位掃描，直到達(dá)到設(shè)定的焊接時(shí)間后，停止工作。
[0016]本發(fā)明的目的還在于提供一種采用上述焊接方法的焊接裝置，所述的焊接裝置采用激光發(fā)生器對(duì)復(fù)雜曲面車燈進(jìn)行焊接，能耗非常低，沒有環(huán)境污染，用以解決現(xiàn)有復(fù)雜曲面車燈的焊接方式能耗較高、焊接質(zhì)量差且污染環(huán)境的問題。
[0017]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的本發(fā)明的方案是:一種復(fù)雜曲面車燈的焊接裝置，所述的焊接裝置包括激光發(fā)生器、燈體定位座、透明壓膜、氣缸、安裝板、升降板和和底部支架，待焊接的燈體和配光鏡安裝在燈體定位座內(nèi)，所述的燈體定位座安裝在升降板上，所述升降板的底部安裝氣缸，所述的氣缸安裝在底部支架上，所述氣缸的活塞桿作用于升降板；所述的透明壓膜與配光鏡的形狀一致，所述的透明壓膜固定在安裝板上，所述安裝板的兩側(cè)通過第一立柱和第二立柱固定在底部支架上；所述激光發(fā)生器固定在頂板上，所述的頂板通過第三立柱和第四立柱固定在底部支架上。
[0018]所述的激光發(fā)生器為光纖激光發(fā)生器。
[0019]本發(fā)明達(dá)到的有益效果:本發(fā)明采用激光焊接方法對(duì)復(fù)雜曲面的車燈進(jìn)行焊接，焊接部位幾乎沒有變形，焊接速度快，而且不需要焊后熱處理，采用激光焊接的車燈焊縫漂亮，沒有焊渣，且能耗非常低，沒有環(huán)境污染，而且采用本發(fā)明的焊接方法，焊接完成后，燈體與配光鏡之間的間隙小于0.5mm，，更加美觀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的焊接方法流程圖；
[0021]圖2是激光焊接原理；
[0022]圖3是本發(fā)明的焊接裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
[0023]圖中:1為激光發(fā)生器，2為頂板，3為第三立柱，4為透明壓膜，5為配光鏡，6為燈體，7為安裝板，8為燈體定位座，9為升降板，10為第一立柱，11為氣缸，12為底板，13為底部支架，14為第四立柱，15為第二立柱。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0025]本發(fā)明的焊接方法實(shí)施例:
[0026]本發(fā)明所述的焊接方法用于焊接具有復(fù)雜曲面車燈的燈體與配光鏡，目前對(duì)燈體與配光鏡的焊接一般采用摩擦焊和熱板焊，這兩種焊接方法的能耗較大，焊接質(zhì)量不高，而且焊接表面不夠美觀，為解決現(xiàn)有焊接方法存在的問題，本發(fā)明所述的焊接方法采用的是激光焊接方式，如圖1所示，本發(fā)明的焊接方法具體包括如下步驟:
[0027]步驟1，將待焊接的燈體與配光鏡放置在燈體定位座內(nèi)，所述的燈體定位座安裝在升降板上，所述升降板的底部安裝氣缸，所述的氣缸安裝在底部支架上，氣缸作用于升降板，用于將燈體和配光鏡升到合適的位置。
[0028]步驟2，將激光發(fā)生器放置在頂板上，所述的頂板通過第三立柱和第四立柱固定在底部支架上，激光發(fā)生器用于發(fā)出激光束對(duì)待焊接部位進(jìn)行加熱。
[0029]步驟3，根據(jù)待焊接車燈的材料以及車燈曲面的曲率，在激光發(fā)生器內(nèi)設(shè)置待焊接復(fù)雜曲面車燈的焊接參數(shù)，所述的焊接參數(shù)包括車燈材料的吸收值、激光功率、焊接速度以及焊接時(shí)間。由于激光束發(fā)射到待焊接部位后，不同的材料對(duì)激光有不同的吸收率，曲面不同的曲率也會(huì)對(duì)發(fā)射過來的激光產(chǎn)生不同程度的反射,所以，需要根據(jù)待焊接車燈的材料和曲率，確定激光束的功率。
[0030]步驟4，氣缸工作，將升降板頂起，使待焊接的燈體和配光鏡與透明壓膜接觸，通過透明壓膜將燈體和配光鏡壓緊，所述的透明壓膜與配光鏡的形狀一致，所述的透明壓膜固定在安裝板上，所述的安裝板通過第一立柱和第二立柱固定在底部支架上。
[0031]步驟5，啟動(dòng)激光發(fā)生器，激光發(fā)生器按照步驟(I)中設(shè)定的焊接參數(shù)，根據(jù)復(fù)雜曲面車燈的材料和待焊接車燈不同曲面位置的曲率，沿著焊接部位產(chǎn)生不同功率的激光光束，所述的激光光束通過透明壓膜聚光后，按設(shè)定的焊接速度沿焊接部位進(jìn)行焊接。
[0032]步驟6，達(dá)到設(shè)定的焊接時(shí)間后，完成焊接，激光發(fā)生器停止工作。
[0033]激光焊接的原理如圖2所示，激光發(fā)生器在進(jìn)行工作時(shí)，根據(jù)車燈材料的吸收值和車燈曲面的曲率，控制激光發(fā)生器產(chǎn)生相應(yīng)功率的激光束，經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡反射后的激光束對(duì)準(zhǔn)焊接部位，對(duì)待焊接部位加熱，使得配光鏡和燈體焊接在一起，所述的激光發(fā)生器為光纖激光發(fā)生器。
[0034]本發(fā)明的激光發(fā)生器在對(duì)配光鏡和燈體進(jìn)行焊接時(shí)，伺服電機(jī)根據(jù)焊接位置以及焊接速度，控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使得反射鏡反射后的激光束對(duì)焊接部位加熱，并使激光束按設(shè)定的焊接速度沿著待焊接部位掃描，直到達(dá)到設(shè)定的焊接時(shí)間后，停止工作。
[0035]本發(fā)明的焊接裝置實(shí)施例:
[0036]如圖3所示，本發(fā)明的焊接裝置包括激光發(fā)生器1、燈體定位座8、透明壓膜4、氣缸11、安裝板7、升降板9和和底部支架13，待焊接的燈體6和配光鏡5安裝在燈體定位座8內(nèi)，所述的燈體定位座8安裝在升降板9上，所述升降板9的底部安裝氣缸11，所述的氣缸11安裝在底部支架13上，所述氣缸9的活塞桿作用于升降板9 ;所述的透明壓膜4與配光鏡5的形狀一致，所述的透明壓膜4固定在安裝板7上，所述安裝板7的兩側(cè)通過第一立柱10和第二立柱15固定在底部支架13上；所述激光發(fā)生器I固定在頂板2上，所述的頂板2通過第三立柱3和第四立柱14固定在底部支架13上。本實(shí)施例采用的激光發(fā)生器為光纖激光發(fā)生器。
[0037]采用本發(fā)明的焊接裝置進(jìn)行焊接時(shí)，先把燈體6和配光鏡5分別放入燈體定位座8里，氣缸11頂起升降板9使得待焊接的燈體6和配光鏡5與透明壓模4接觸，激光發(fā)生器I通過轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡發(fā)出一束激光沿焊接部位掃描，直到達(dá)到設(shè)定的焊接時(shí)間后，完成焊接。采用激光焊接的車燈具有焊縫漂亮，沒有焊渣，并且能耗非常低，沒有環(huán)境污染的特點(diǎn)。而且焊接速度快，不需要焊后熱處理。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)雜曲面車燈的焊接方法，所述的焊接方法用于焊接汽車車燈的燈體與配光鏡，其特征在于: 所述的焊接方法采用激光焊接方式，具體包括如下步驟: (1)將待焊接的燈體與配光鏡放置在燈體定位座內(nèi)，所述的燈體定位座安裝在升降板上，所述升降板的底部安裝氣缸，所述的氣缸安裝在底部支架上； (2)將激光發(fā)生器放置在頂板上，所述的頂板通過第三立柱和第四立柱固定在底部支架上； (3)根據(jù)待焊接車燈的材料以及車燈曲面的曲率，在激光發(fā)生器內(nèi)設(shè)置待焊接復(fù)雜曲面車燈的焊接參數(shù)，所述的焊接參數(shù)包括車燈材料的吸收值、激光功率、焊接速度以及焊接時(shí)間； (4)氣缸工作，將升降板頂起，使待焊接的燈體和配光鏡與透明壓膜接觸，通過透明壓膜將燈體和配光鏡壓緊，所述的透明壓膜與配光鏡的形狀一致，所述的透明壓膜固定在安裝板上，所述的安裝板通過第一立柱和第二立柱固定在底部支架上； (5)啟動(dòng)激光發(fā)生器，激光發(fā)生器按照步驟(I)中設(shè)定的焊接參數(shù)，根據(jù)復(fù)雜曲面車燈的材料和待焊接車燈不同曲面位置的曲率，產(chǎn)生不同功率的激光光束，所述的激光光束通過透明壓膜聚光后，按設(shè)定的焊接速度沿焊接部位進(jìn)行焊接； (6)達(dá)到設(shè)定的焊接時(shí)間后，完成焊接，激光發(fā)生器停止工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于所述的激光發(fā)生器根據(jù)車燈材料的吸收值和車燈曲面的曲率，控制激光發(fā)生器產(chǎn)生相應(yīng)功率的激光束，經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡反射后的激光束對(duì)準(zhǔn)焊接部位，對(duì)待焊接部位加熱，使得配光鏡和燈體焊接在一起，所述的激光發(fā)生器為光纖激光發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接方法，其特征在于所述的激光發(fā)生器在對(duì)配光鏡和燈體進(jìn)行焊接時(shí)，伺服電機(jī)根據(jù)焊接位置以及焊接速度，控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使得反射鏡反射后的激光束對(duì)焊接部位加熱，并使激光束按設(shè)定的焊接速度沿著待焊接部位掃描，直到達(dá)到設(shè)定的焊接時(shí)間后，停止工作。
4.一種采用如權(quán)利要求1所述焊接方法的焊接裝置，其特征在于:所述的焊接裝置包括激光發(fā)生器、燈體定位座、透明壓膜、氣缸、安裝板、升降板和和底部支架，待焊接的燈體和配光鏡安裝在燈體定位座內(nèi)，所述的燈體定位座安裝在升降板上，所述升降板的底部安裝氣缸，所述的氣缸安裝在底部支架上，所述氣缸的活塞桿作用于升降板；所述的透明壓膜與配光鏡的形狀一致，所述的透明壓膜固定在安裝板上，所述安裝板的兩側(cè)通過第一立柱和第二立柱固定在底部支架上；所述激光發(fā)生器固定在頂板上，所述的頂板通過第三立柱和第四立柱固定在底部支架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊接裝置，其特征在于所述的激光發(fā)生器為光纖激光發(fā)生器。
【文檔編號(hào)】B23K26/70GK104275551SQ201410476480
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】忻國(guó)祥, 邱王杰, 吳杭, 吳頁欣, 姜兆華, 陳俊 申請(qǐng)人:上海小糸車燈有限公司