[發明專利]一種鍍鋅鋼板激光疊接焊接方法

有效

• 申請號: 201710398551.1
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107030382B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 張明軍;謝志州;李河清;李晉禹;朱彬
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鍍鋅鋼板激光疊接焊接方法，其特征在于：

步驟1，提供母材并使其定位；

步驟2，提供激光焊接系統，激光焊接系統包括激光發生器、傳輸光纖、焊接機械手、與激光發生器連接的激光焊接頭、高壓氣柱噴嘴、保護氣體噴管、溫度傳感器，激光焊接頭、高壓氣柱噴嘴與保護氣體噴管對準焊接位置，激光焊接頭、高壓氣柱噴嘴與保護氣體噴管能相對母材移動，溫度傳感器置于焊接起始點下方用于實時采集母材背面溫度；

步驟3，啟動激光焊接系統，保護氣體噴管吹送保護氣體，激光焊接頭發射的激光束垂直輻照工件上表面；

步驟4，溫度傳感器實時采集母材背面溫度，當采集到的溫度達到或超過母材氣化的溫度值時，轉動激光焊接頭與高壓氣柱噴嘴，使得激光焊接頭相對工件上表面傾斜，高壓氣柱噴嘴垂直對準工件上表面；

步驟5，控制高壓氣柱噴嘴供氣閥門，使高壓氣柱噴嘴噴射惰性氣體氣柱貫穿焊接小孔，激光焊接頭繼續施焊；

步驟6，達到焊接末端點時，關閉高壓氣柱噴嘴和保護氣體噴管開關，關閉激光發生器，完成焊接過程。

2.根據權利要求1所述的鍍鋅鋼板激光疊接焊接方法，其特征在于：步驟1中還包括母材為帶有兩面鍍鋅層的鍍鋅鋼板，并采用夾具夾緊上下兩個母材，保證疊接上下母材板間間隙為零。

3.根據權利要求1所述的鍍鋅鋼板激光疊接焊接方法，其特征在于：步驟2中，激光焊接系統還包括具有焊接機械手的機械手控制系統，激光焊接頭固定在焊接機械手上，能隨機械手旋轉任意角度，高壓氣柱噴嘴與保護氣體噴管均和激光焊接頭相連。

4.根據權利要求3所述的鍍鋅鋼板激光疊接焊接方法，其特征在于：高壓氣柱噴嘴與激光焊接頭兩者所成夾角α為5°～20°，保護氣體噴管與工件表面所成夾角β為15°～60°。

5.根據權利要求3或4所述的鍍鋅鋼板激光疊接焊接方法，其特征在于：激光焊接系統還包括與溫度傳感器相連的溫度采集系統、與溫度采集系統及機械手控制系統相連的處理系統，步驟5中，溫度傳感器實時采集到母材背面溫度后，將信號傳輸給溫度采集系統，溫度采集系統將溫度傳感器獲取的圖像信號轉化為視頻電信號，并傳輸給處理系統，處理系統判斷母材背面溫度是否達到或超過母材氣化的溫度值，當溫度達到或超過母材氣化的溫度值時，處理系統向機械手控制系統發出偏轉角度的信號，機械手控制系統控制焊接機械手末端軸旋轉，使得激光焊接頭、高壓氣柱噴嘴和保護氣體噴管同步移動，且高壓氣柱噴嘴垂直對準工件上表面。

6.根據權利要求5所述的鍍鋅鋼板激光疊接焊接方法，其特征在于：處理系統包括用于判斷母材背面溫度是否達到或超過母材氣化的溫度值的處理模塊、連接溫度傳感器與處理模塊的圖像采集卡、連接處理模塊與機械手控制系統的I/O單元，步驟5中，圖像采集卡將視頻電信號轉化為數字信號發送給處理模塊，當處理模塊決斷溫度達到或超過母材氣化的溫度值時，處理模塊通過I/O單元向機械手控制系統發出偏轉角度的信號。

7.根據權利要求3所述的鍍鋅鋼板激光疊接焊接方法，其特征在于：步驟6中，通過機械手控制系統發信號控制高壓氣柱噴嘴供氣閥門。

8.根據權利要求1所述的鍍鋅鋼板激光疊接焊接方法，其特征在于：步驟6中，高壓噴射的惰性氣體氣柱直徑小于焊接小孔直徑。

9.一種鍍鋅鋼板激光疊接焊接方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：選擇母材為帶有兩面鍍鋅層的鍍鋅鋼板，采用夾具夾緊上下兩個母材，保證疊接上下母材板間間隙為零；

步驟2：激光焊接頭固定在焊接機械手上，可隨機械手旋轉任意角度；

步驟3：高壓氣柱噴嘴與激光焊接頭相連，兩者所成夾角α為5°～30°；

步驟4：焊接保護氣體噴管與激光焊接頭相連，與工件表面所成夾角β為15°～60°；

步驟5：將溫度傳感器安裝在焊接平臺下方，要求焊接起始階段能實時采集到母材背面溫度；

步驟6：啟動激光焊接系統，保護氣體噴管吹送保護氣體，激光束垂直輻照工件上表面；

步驟7：溫度采集系統將溫度傳感器獲取的圖像信號轉化為視頻電信號，圖像采集卡將視頻電信號轉化為數字信號存儲在計算機內存中，當溫度超過母材氣化的溫度值時，計算機向控制系統發出偏轉角度的信號，通過I/O單元發給機械手控制系統，焊接機械手末端軸旋轉，使得高壓氣柱噴嘴處于豎直方向；

步驟8：機械手控制系統發信號控制高壓噴嘴供氣閥門，高壓氣柱噴嘴噴射惰性氣體氣柱貫穿焊接小孔，激光焊接頭、高壓氣柱噴嘴和保護氣體噴管同步移動，繼續施焊；

步驟9：達到焊接末端點時，關閉高壓氣柱噴嘴開關，關閉激光發生器，關閉保護氣體開關，焊接機械手復位，完成焊接過程。