[發明專利]一種大幅面板材的激光拼焊方法及裝置

在審

• 申請號: 202110771947.2
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113399820A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 何秀麗;董斌鑫;虞鋼;李少霞;田崇鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: B23K26/03
• 分類號: B23K26/03;B23K26/044;B23K26/08;B23K26/22;B23K26/26;B23K31/00;B23K31/02;B23K101/18
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 焦海峰

1.一種大幅面板材的激光拼焊方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

(1)將板材固定在工作臺上，沿機床X軸或機床Y軸方向確定焊縫的焊縫起點、定位點和點焊點；

(2)通過手輪控制激光頭找尋待焊接焊縫起點，并定義運動方向；

(3)根據待焊接板材厚度和材料選擇合適的焊接工藝參數；

(4)點焊：通過執行機構將激光頭帶到各焊縫起點位置，沿著設定的運動方向運行，在運動路徑中間隔一段距離進行點焊；

(5)滿焊：點焊完成后，兩個待焊接板材得到了連接，此時激光頭進行滿焊；

(6)之后繼續運行到下一焊接起點，重復步驟(4)、步驟(5)，直至設定的焊縫焊接完畢。

2.根據權利要求1所述一種大幅面板材的激光拼焊方法，其特征在于，所述步驟(4)中運動路徑通過焊縫跟蹤模塊根據焊縫自動跟蹤系統進行調整，最后檢測到焊縫終止則返回焊縫起點。

3.根據權利要求2所述一種大幅面板材的激光拼焊方法，其特征在于，所述焊縫跟蹤模塊通過內置的激光器打出一條激光線到加板材表面，與板材表面相交的輪廓線通過內置的CCD元件提取出來，獲得輪廓信息，通過算法求得X-Y平面的位置偏差以及高度偏差，反饋給機床。

4.根據權利要求1所述一種大幅面板材的激光拼焊方法，其特征在于，所述步驟(5)中的滿焊的具體步驟為：當激光頭移動至步驟(2)設定的起點時，自動向反方向移動一定距離直至激光頭在板材之外，此時激光起弧，再繼續移動相應的距離直至激光頭在板材之外，此時激光收弧，控制焊縫加工的起弧、收弧分別對應的起弧點和收弧點均設置在板材外側。

5.根據權利要求1所述一種大幅面板材的激光拼焊方法，其特征在于，所述步驟(5)中自動向反方向移動5mm直至激光頭在板材之外，此時激光起弧，再繼續移動5mm直至激光頭在板材之外，此時激光收弧，運動路徑根據焊縫自動跟蹤系統進行調整。

6.根據權利要求1所述一種大幅面板材的激光拼焊方法，其特征在于，相鄰點焊點連通形成焊道，焊道下鋪設紫銅條，通過紫銅條導熱控制板材不變形。

7.根據權利要求1所述一種大幅面板材的激光拼焊方法，其特征在于，針對大幅面板材先點焊再滿焊，采用激光焊接、電弧焊或者激光復合焊中的任意一種。

8.根據權利要求1所述一種大幅面板材的激光拼焊裝置，基于權利要求1-7任意一種大幅面板材的激光拼焊方法，其特征在于，包括機床和焊接平臺，所述機床包括機床X軸、機床Y軸和機床Z軸，機床X軸和機床Y軸呈垂直排布設置，機床Z軸沿著機床X軸和機床Y軸形成的平面呈垂直設置；所述焊接平臺上設置有焊接激光頭，焊接激光頭分別沿著機床X軸、機床Y軸和機床Z軸相對于焊接平臺移動。

9.根據權利要求8所述一種大幅面板材的激光拼焊裝置，其特征在于，所述焊接激光頭包括換向關節、激光頭和焊縫跟蹤模塊，激光頭和焊縫跟蹤模塊連接，激光頭上端通過換向關節和機床Z軸連接，激光頭的一側設置有側軸保護氣；激光頭和運動路徑相對應的位置設置為焊縫，激光頭沿著機床X軸、機床Y軸分別進行X方向和Y方向加工時，通過激光頭上部的換向關節轉動激光頭，控制焊縫和跟蹤模塊位置在運動方向一致。

10.根據權利要求9所述一種大幅面板材的激光拼焊裝置，其特征在于，所述換向關節設置為可轉動式軸關節，其設置有上下兩端分別設置為上端面和下端面，通過上端面和機床Z軸連接，通過下端面和激光頭連接。