[發明專利]塑料檢查井井室加強筋板的激光脈沖焊接裝置和焊接方法

在審

• 申請號: 201810006532.4
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108081623A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 譚文勝;譚方天;周佰興;孔泳;吳志祥;賴華清
• 申請（專利權）人: 常州信息職業技術學院
• 主分類號: B29C65/16
• 分類號: B29C65/16;B29L31/10
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 朱曉凱

本發明公開了塑料檢查井井室加強筋板的激光脈沖焊接裝置和焊接方法，包括焊接工作臺、脈沖激光輸出系統和自動化控制系統；所述焊接工作臺由底座、機器人、三軸聯動數控機構和固定塊組成；所述底座上端設置機器人，所述底座一側設置自動化控制系統；脈沖激光輸出系統由固體YAG激光器、激光輸出器組成；相對于其他焊接方法，平頂型光斑能量分布均勻，加熱效果好；光斑擴散組合鏡輸出的光斑垂直輻照焊縫，光斑運動軌跡與焊縫方向一致，光斑直徑大于或等于焊縫寬度，焊縫均勻、強度高，焊接效率高；降低模具設計和制造成本，自動化程度高，有利于大批量生產大型塑料檢查井井室。

技術領域

本發明涉及塑料檢查井技術領域，具體涉及塑料檢查井井室加強筋板的激光脈沖焊接裝置和焊接方法。

背景技術

在市政給排水管網系統建設中，直徑1米以上、埋深高度3米以上的大型塑料檢查井的市場需求量越來越大，PP塑料成型加工性能和綜合機械性能良好，大型塑料檢查井常用材料為PP塑料，大型塑料檢查井一般由井蓋、塑料檢查井井室和井座組成，其中，塑料檢查井井室通常高度大于2米、直徑1米以上、壁厚10-15mm,由于塑料檢查井井室承載塑料檢查井安裝施工過程中的周圍土壤側壓力，以及道路車輛的沖擊壓力,塑料檢查井井室必須具備較強的抗拉和抗彎曲強度,為此,生產企業通常在塑料檢查井井室外表面設置較多的加強筋板,且加強筋板的長度和寬度方向尺寸較大。

一次性整體注塑成型是大型塑料檢查井的傳統生產方法，然而，具有較多加強筋板、壁厚10-15mm、高度大于2米和直徑1米以上的塑料檢查井井室注塑成型極其困難，目前，大型塑料檢查井井室的生產方法采用纏繞法電加熱熔融焊接成型，該方法存在焊接變形大、焊接強度差、加工效率低等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供塑料檢查井井室加強筋板的激光脈沖焊接裝置和焊接方法，以解決上述背景技術中提出的問題。即先擠塑成型不設置加強筋板的大型塑料檢查井井室,以及注塑成型或板料切割加工加強筋板，再通過脈沖激光焊接裝置焊接加強筋板,組合成型加工塑料檢查井井室和加強筋板,從而解決加強筋板焊接變形大、焊接強度差、加工效率低等問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：塑料檢查井井室加強筋板的激光脈沖焊接裝置，包括焊接工作臺、脈沖激光輸出系統和自動化控制系統；所述焊接工作臺由底座、機器人、三軸聯動數控機構和固定塊組成；所述底座上端設置機器人，所述底座一側設置自動化控制系統；脈沖激光輸出系統包括固體YAG激光器、激光輸出器；所述固體YAG激光器設置在焊接工作臺的底座上端，所述固體YAG激光器的上端設置有激光輸出器；自動化控制系統由操作面板和控制軟件組成；控制軟件集成三軸聯動數控機構和脈沖激光輸出系統；所述底座上方設置固定塊，所述固定塊上方設置第二定位圈，三軸聯動數控機構在底座上方左側，三軸聯動數控機構的上端設置第一定位圈，機器人上設置有機械手。

優選的，所述脈沖激光輸出系統是德國ROFIN 廠家生產的激光設備，型號為StarWeld 250，StarWeld 250型激光設備包括固體YAG激光器和激光輸出器。

優選的，所述三軸聯動數控機構的第一定位圈旋轉軸心和固定塊的第二定位圈軸心一致。

優選的，所述機械手數量為至少兩個以上。

優選的，所述固體YAG激光器輸出脈沖激光:脈沖頻率1000-10000千赫、波長1024nm、單次脈沖能量密度0.1-1J/cm2；輸出的光斑直徑為10-20mm，光斑能量分布為平頂型輸出，平頂型光斑能量分布均勻。

優選的，所述自動化控制系統內部設置控制器，所述控制器的型號為西門子S7-200系列PLC控制器，操作面板的輸出端與控制器的輸入端連接，控制器的反饋輸出端與操作面板的反饋輸入端連接，控制器的輸出端與三軸聯動數控機構的控制端連接，控制器的輸出端分別與固體YAG激光器、激光輸出器的控制端連接。