[發明專利]一種用于雙激光束雙側同步焊接過程的快速冷卻系統

在審

• 申請號: 202010404927.7
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111545904A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 占小紅;周旭東;王磊磊;趙艷秋;田書豪
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/142;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及激光焊接領域，公開了一種用于雙激光束雙側同步焊接過程的快速冷卻系統。所述快速冷卻系統用于對剛完成雙激光束雙側同步焊接的焊件焊縫進行快速冷卻，包括水冷組件和冷氣冷卻組件。所述水冷組件對T型結構焊縫背部位置進行快速冷卻，所述冷氣冷卻組件對高溫焊后焊縫進行快速冷卻。本發明的雙激光束雙側同步焊接過程的快速冷卻系統，可使焊接區域的焊接熱量快速消除，而不會發生熱傳遞效應，不讓熱量傳遞至焊件周邊，使焊接后的T型焊件無變形和開裂，提高焊件的焊接質量。

技術領域

本發明涉及激光焊接領域，特別涉及一種用于雙激光束雙側同步焊接過程的快速冷卻系統。

背景技術

在民用飛機生產制造過程中，高強鋁合金主要用于制造薄壁結構件，此類結構件的連接目前主要采用傳統的鉚接工藝。然而，采用激光焊接替代傳統的鉚接工藝不僅能夠降低飛機制造成本，提高生產效率，改善薄壁結構件的氣密性和機械性能，而且能夠極大地減輕飛機的結構質量。目前，激光焊接技術已經廣泛應用于波音、空中客車等主要航空制造企業所生產的不同型號產品中。空中客車公司首先在A318飛機上采用雙激光束雙側同步焊接工藝制造了整體機身壁板，所得到的飛機壁板焊接結構與鉚接結構相比，機身質量減輕約18％，制造成本降低了近25％。該工藝在減輕飛機壁板蒙皮T型連接結構件質量的同時，也避免了傳統的T型結構單面焊接雙面成型工藝對底板(蒙皮)完整性的破壞，因而，雙激光束雙側同步焊接工藝在航空制造業中備受青睞。

激光焊接雖然具有能量密度高，熱影響區小等優點，然而，鋁合金線膨脹系數大，在雙激光束雙側同步焊接過程中，由于鋁合金T型結構焊件無法得到快速降溫，焊接熱量傳遞到焊件周邊，使得鋁合金T型結構焊件發生較大變形，甚至發生開裂，若焊件存在較大的焊接應力，在服役期間易產生裂紋，降低使用壽命。現有技術，用于雙激光束雙側同步焊接過程的快速冷卻系統尚沒有較好的技術方案和較好的實施案例，造成焊后T型結構焊件易發生上述問題。

因此，亟需發明一種用于雙激光束雙側同步焊接過程的快速冷卻系統來解決上述問題。

發明內容

發明的目的在于提出一種用于雙激光束雙側同步焊接過程的快速冷卻系統，可使焊接區域的焊接熱量快速消除，而不會發生熱傳遞效應，使焊接后的T型焊件無變形和開裂，提高焊件的焊接質量。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于雙激光束雙側同步焊接過程的快速冷卻系統，用于對剛完成雙激光束雙側同步焊接的焊件焊縫進行快速冷卻，其特征在于，包括：

水冷組件，用于對T型結構焊縫背部位置進行快速冷卻；

冷氣冷卻組件，用于對高溫焊后焊縫進行快速冷卻。

可選地，所述的水冷組件包括自帶帶冷卻水槽的焊接水平，銅制墊板安裝于冷卻水槽的上方，兩塊水槽密封板安裝于冷卻水槽前后兩端，安裝處嚴密密封；

前后兩塊水槽密封板分別與輸液管、回液管密封相連，循環水池、進水管、水泵機組、輸液管、冷卻水槽、回液管依次相連；

通過壓力傳感器、處理器對水泵機組進行控制，調節冷卻液流量。

可選地，所述的冷氣冷卻組件包括制冷器，連接管兩端分別與制冷器、冷氣管相連，冷氣管外裝有隔熱防護外殼。

可選地，所述銅制墊板密封安裝于冷卻水槽上方，銅制墊板選用銅牌號包括但不限于H65、H70等。

可選地，其特征在于連接輸液管的水泵機組通過進水管從循環水池中吸取冷卻液輸送至輸液管中，冷卻液經冷卻水槽，對T型結構背部位置進行快速冷卻，再通過回液管進入循環水池，完成一次冷卻循環。

可選地，其特征在于，所述的制冷器具備制冷和輸送冷氣的作用，通過節流閥調整冷氣流量，所述的冷氣管下端開有通孔。

本發明有益效果為：