[發(fā)明專利]一種用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方法及實(shí)施該方法的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910248840.9
• 申請(qǐng)日: 2009-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN102107296A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱思俊;朱天旭;王琛元;高英美;孫元;趙明揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): B23D1/26
• 分類號(hào): B23D1/26;B23D7/10;B23D7/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光焊接領(lǐng)域，具體地說是一種用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方法及實(shí)施該方法的裝置。

背景技術(shù)

激光拼焊是采用激光為焊接能源，將若干不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的板材進(jìn)行對(duì)接焊接。由于激光焊接的激光光束聚焦光斑直徑一般小于1mm，因此板材焊接邊直線度及對(duì)接端面的截面形貌對(duì)焊接質(zhì)量有著直接的影響，焊接邊直線度及對(duì)接端面的截面形貌不僅影響到拼焊板材之間的間隙大小，而且還會(huì)影響到焊縫跟蹤的準(zhǔn)確性。

為了保證焊接質(zhì)量，通常在焊接前要對(duì)焊接母材的待焊接邊做進(jìn)一步加工，以提高對(duì)接質(zhì)量。現(xiàn)有進(jìn)一步加工焊接母材待焊接邊的方法主要包括精剪裁、精銑削和模具落料，其中，精剪裁工藝可以滿足激光拼焊對(duì)焊接母材待焊接邊的直線度要求，但精剪設(shè)備較為昂貴，且剪切端面存在剪切圓角及毛刺等形貌特征，影響跟蹤精度及焊縫形貌；精銑削加工直線度較好，但較高速加工時(shí)易出現(xiàn)振動(dòng)，且一般需要實(shí)時(shí)冷卻；模具落料與精剪裁相似，但其設(shè)備成本及維護(hù)成本更高，不適合中小批量生產(chǎn)。具體表現(xiàn)為：

1.精剪裁和模具落料的準(zhǔn)直精度低：目前，國(guó)產(chǎn)精剪機(jī)準(zhǔn)直精度最高僅在0.15mm左右；雖然進(jìn)口精剪機(jī)準(zhǔn)直精度最高可達(dá)0.02mm，但其設(shè)備成本及維護(hù)成本很高。

2.精剪裁和模具落料的截面形貌較差：傳統(tǒng)的精剪裁或模具落料工藝得到的焊接邊，如圖1所示，存在上邊緣的圓角塑性變形、下邊緣的撕裂帶以及毛刺存在，這樣的板材對(duì)接后形成的接頭上下皆有間隙，增加了跟蹤檢測(cè)的難度及不可控制的焊縫區(qū)金屬缺失，嚴(yán)重時(shí)影響焊接質(zhì)量。

3.精剪裁工藝材料浪費(fèi)：傳統(tǒng)的精剪裁加工的剪切量一般要求大于2mm，而刨削的加工量通常為0.02～0.5mm，相比之下，精剪裁的加工廢料多，增加了生產(chǎn)成本。

綜上所述，提高焊接母材待焊接邊直線度及對(duì)接端面的截面形貌對(duì)保證焊接質(zhì)量有著重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有板材焊接邊存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高板材焊接邊的直線度及對(duì)接端面的截面形貌、從而保證焊接質(zhì)量的用于激光拼焊的間隙補(bǔ)償方法及實(shí)施該方法的裝置。該間隙補(bǔ)償方法通過對(duì)焊接母材待焊接邊進(jìn)行刨削加工實(shí)現(xiàn)間隙補(bǔ)償，快速提高板材焊接邊的直線度及對(duì)接端面的截面的形貌，同時(shí)降低了設(shè)備成本及生產(chǎn)成本；裝置為實(shí)施該方法專門設(shè)計(jì)的裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

方法：對(duì)焊接母材的待焊接邊進(jìn)行刨削，刨削出高直線度、高平面度的對(duì)接端面，降低焊接母材對(duì)接時(shí)的板間間隙，提高焊縫跟蹤精度。

其中包括下列步驟：

A.將焊接母材定位并固定；

B.通過調(diào)整焊接母材的定位基準(zhǔn)或刀具的位置決定刨削量；

C.通過調(diào)整刀具相對(duì)于焊接母材待焊接邊的姿態(tài)決定刨削角度；

D.利用刀具沿焊接方向?qū)附幽覆牡拇附舆呥M(jìn)行刨削，刨削后的對(duì)接端面為平面；

E.刨削后，刀具退至避讓位。

當(dāng)兩塊焊接母材厚度相同時(shí)，通過調(diào)整刀具相對(duì)于焊接母材待焊接邊的姿態(tài)刨削出具有倒角或斜面的對(duì)接端面，提高焊縫跟蹤精確度；所述刀具可為一組或多組。

裝置：包括支撐平臺(tái)及安裝在其上的框架、壓緊機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)和刀具，其中框架位于支撐平臺(tái)的上方，在框架上設(shè)有可上下往復(fù)移動(dòng)的壓緊機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在支撐平臺(tái)的外側(cè)，帶有刀具的刀架安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過驅(qū)動(dòng)帶有刀具的刀架往復(fù)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接母材待焊接邊的刨削；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)側(cè)設(shè)有安裝在支撐平臺(tái)上、可上下往復(fù)移動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)，焊接母材通過定位機(jī)構(gòu)及壓緊機(jī)構(gòu)定位固定。