激光高频复合焊装置及其焊接方法
【专利摘要】本发明公开了一种激光复合焊装置，包括：传送装置，承载工件并带动工件移动；控制装置，连接于所述的传送装置并控制其速度；夹紧装置，对工件进行固定；高频感应加热器，对工件进行加热；激光器，提供激光焊接所需的激光束，对工件被所述高频感应加热器加热的部位进行激光焊接。本发明还公开了一种焊接方法。本发明的激光复合焊装置解决了现有技术中单纯激光焊接达不到焊接温度的问题，同时通过增加传动装置，使得焊接效果能够人为控制与调整，实现智能化制造，减少工人的劳动强度。
【专利说明】激光高频复合焊装置及其焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明属于先进制造装备领域，尤其涉及一种激光高频复合焊装置及其焊接方法。
【背景技术】
[0002]激光加工技术属于先进制造技术，利用激光技术进行焊接是一个新的突破，相对于普通的焊接方式有容易实现焊接自动化，方便焊接复杂形状，激光照射后的材料温度会升高，同时在短时间内冷却下来，相当于进行了热处理，有利于改善焊接区的微观组织，焊接接头的强度大于母材的强度。
[0003]但是由于现有的激光器功率还不够大，达不到焊接的温度要求。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术中之不足，提供一种激光高频复合焊装置及其焊接方法，解决现有技术中单纯激光焊接达不到焊接温度的问题，同时通过增加传动装置，使得焊接效果能够人为控制与调整，实现智能化制造，减少工人的劳动强度。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种激光复合焊装置，包括:
[0006]传送装置，承载工件并带动工件移动；
[0007]控制装置，连接于所述的传送装置并控制其速度；
[0008]夹紧装置，对工件进行固定；
[0009]高频感应加热器，对工件进行加热；
[0010]激光器，提供激光焊接所需的激光束，对工件被所述高频感应加热器加热的部位进行激光焊接。
[0011]优选的，在上述的激光复合焊装置中，所述的激光器为YAG激光器。
[0012]优选的，在上述的激光复合焊装置中，所述YAG激光器的功率为800W。
[0013]优选的，在上述的激光复合焊装置中，所述的高频感应加热器的型号为JL_15kw。
[0014]优选的，在上述的激光复合焊装置中，所述的高频感应加热器的震荡频率为30?IOOKHz。
[0015]优选的，在上述的激光复合焊装置中，所述的传送装置包括平行设置的多个辊轴以及连接于所述辊轴的电机。
[0016]相应地，本发明还公开了一种激光复合焊装置的焊接方法，包括:
[0017](I)将待加工工件安装到传送装置上，并通过夹紧装置对工件进行固定；
[0018](2)设定高频感应加热器的震荡频率为30-100KHZ ；
[0019](3)设定传送装置的速度，当工件被高频感应加热器加热的部分传送至激光器，打开激光器，进行激光焊接。
[0020]本发明还公开了一种激光复合焊装置对镀锌管的焊接方法，包括:
[0021](I)将镀锌管安装到传送装置上，并通过夹紧装置对镀锌管进行固定；[0022](2)设定高频感应加热器的震荡频率为50KHz，通过高频感应加热器将镀锌管待焊接部位加热至650°C ；
[0023](3)设定传送装置的速度，当工件被高频感应加热器加热的部分传送至激光器，打开激光器，进行激光焊接，激光光斑直径为6mm，功率为650W。
[0024]本发明的有益效果是:
[0025](I)激光器用来提供激光焊接所需的激光束，选用的激光器的是800W的YAG激光器，该种类激光器产生的脉冲激光，相对于普通的激光器的热影响区更小，减小对非焊接区的性能影响。
[0026](2)高频感应加热器的型号是JL_15kw，其原理是感应加热设备输出强交变频电流后，通过感应线圈产生强交变磁场，在磁场的作用下，被加热工件表面形成涡旋电流，从而迅速使工件发热，通 过改变电流的频率可以改变加热的温度，通过控制和条件频率可以有效控制工件加热温度。由于该设备是直接将电能转化为热能，所以热效率较高，具有良好的经济性，有良好的工业应用性。
[0027](3)通过增加传动装置，使得焊接效果能够人为控制与调整，实现智能化制造，减少工人的劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0029]图1是本发明具体实施例中激光高频复合焊装置的结构示意图；
[0030]图中:
[0031]I 激光器2 高频感应加热器
[0032]3 传送装置 4 工件
【具体实施方式】
[0033]现有的激光器功率还不够大，达不到焊接的温度要求，因此需要对焊材进行预先热处理，本发明采用的是高频感应加热器，其原理是利用电涡流的热效应，是非接触式加热，加热效率高，能够将焊材的温度提高到需要的温度，选用的高频感应加热器具有温度控制的功能。
[0034]利用高频感应热源对工件进行预热，在工件达到一定温度后，再用激光对工件进行焊接。激光高频复合焊与单纯激光焊接相比，可以起到改善接头组织性能、降低裂纹和气孔倾向以及进一步提高焊接效率的效果。此外，高频感应热源与激光具有非接触环保型加热的特点。
[0035]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0036]参图1所示，激光复合焊接装置包括激光器1，激光器I优选为功率为800W的YAG激光器。激光器提供激光焊接所需的激光束，用以对工件4进行激光焊接。
[0037]激光复合焊接装置还包括高频感应加热器2，高频感应加热器2的型号为JL-15kw,震荡频率优选为30-IOOKHz。高频感应加热器2用以对工件进行预加热。
[0038]激光复合焊接装置还包括传送装置3，传送装置3包括平行设置的多个辊轴以及连接于辊轴的电机(图未示)，电机用以驱动辊轴进行转动。工件安装于辊轴上，辊轴转动进而带动工件进行移动。为了防止工件4转动或者偏离原有路线而影响焊接质量，本实施例还提供一夹紧装置(图未示)用以实现对工件的固定。
[0039]电机电性连接有一控制装置(图未示)，通过控制装置以控制电机的速度。
[0040]如本领域普通技术人员所熟知，控制装置可以包括微处理器(MCU)，该MCU可以包括中央处理单兀(Central Processing Unit, CPU)、只读存储模块(read-only memory,ROM)、随机存储模块(random access memory, RAM)、定时模块、数字模拟转换模块(A/Dconverter)、以及复数输入/输出埠。当然，控制装置也可以采用其它形式的集成电路，如:特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)或现场可程序化门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)等。
[0041]以下针对镀锌管的焊接对上述激光复合焊接装置的焊接方法及效果进行说明，焊管规格Φ4.76X0.65mm，焊接方法包括:
[0042](I)将镀锌管安装到传送装置上，并通过夹紧装置对镀锌管进行固定；
[0043](2)设定高频感应加热器的震荡频率为50KHz，通过高频感应加热器将镀锌管待焊接部位加热至650°C ；
[0044](3)设定传送装置的速度，当工件被高频感应加热器加热的部分传送至激光器，打开激光器，进行激光焊接，激光光斑直径为6mm，功率为650W。
[0045]对焊接后的钢管进行质量检测，得出的数据如表1:
[0046]表1.焊接后的检测结果
[0047]
【权利要求】
1.一种激光复合焊装置，其特征在于，包括: 传送装置，承载工件并带动工件移动； 控制装置，连接于所述的传送装置并控制其速度； 夹紧装置，对工件进行固定； 高频感应加热器，对工件进行加热； 激光器，提供激光焊接所需的激光束，对工件被所述高频感应加热器加热的部位进行激光焊接。
2.根据权利要求1所述的激光复合焊装置，其特征在于:所述的激光器为YAG激光器。
3.根据权利要求2所述的激光复合焊装置，其特征在于:所述YAG激光器的功率为800W。
4.根据权利要求1所述的激光复合焊装置，其特征在于:所述的高频感应加热器的型号为 JL_15kw。
5.根据权利要求4所述的激光复合焊装置，其特征在于:所述的高频感应加热器的震荡频率为30?IOOKHz。
6.根据权利要求1所述的激光复合焊装置，其特征在于:所述的传送装置包括平行设置的多个辊轴以及连接于所述辊轴的电机。
7.权利要求1至6任一所述的激光复合焊装置的焊接方法，其特征在于，包括: (1)将待加工工件安装到传送装置上，并通过夹紧装置对工件进行固定； (2)设定高频感应加热器的震荡频率为30-100KHZ； (3)设定传送装置的速度，当工件被高频感应加热器加热的部分传送至激光器，打开激光器，进行激光焊接。
8.权利要求1至6任一所述的激光复合焊装置对镀锌管的焊接方法，其特征在于，包括: (1)将镀锌管安装到传送装置上，并通过夹紧装置对镀锌管进行固定； (2)设定高频感应加热器的震荡频率为50KHz，通过高频感应加热器将镀锌管待焊接部位加热至650°C ； (3)设定传送装置的速度，当工件被高频感应加热器加热的部分传送至激光器，打开激光器，进行激光焊接，激光光斑直径为6mm，功率为650W。
【文档编号】B23K28/02GK103447701SQ201310385105
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】宋仁国, 徐一铭, 孔德军, 陆海, 李海 申请人:张家港市恒运新材料科技有限公司