一种激光未熔透焊的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光焊接技术领域，更具体的说，特别涉及一种激光未熔透焊的
目.0
【背景技术】
[0002]目前针对类似电梯轿厢的壁板等件的加强筋工艺为胶粘，工序繁琐，费时费力，使用一定年限后双面胶会老化。行业内一直在寻求一种可以替代的工艺方式。常见的焊接方式所带来的效果是焊后面板会产生变色变形等缺陷，这在行业内针对外观件产品来说是不能接受的，在保证连接强度的同时做到面板的美观是行业所急需。
[0003]激光加工作为一种较为新型的加工方式，逐步为用户所认知，其高速、高操控性、微变形的特性被关注。利用激光优势来替代传统的胶粘工艺，就是此焊接方法的意义所在。就整个电梯行业来说，目前还没有哪一个厂家开发出这一新型的加工工艺。所以它必将引领整个电梯行业向高端发展，其市场价值不言而喻。相关电梯厂家通过产品局部工艺改进和创新，提升电梯轿厢档次，提高企业产品竞争力。其中可应用激光未熔透焊的产品种类有很多，例如电梯背板加强筋焊接、轿底轿顶加强筋焊接等、箱体柜类加强筋焊接、轨道交通内壁挂件锁扣焊接、机车侧墙横梁加强筋焊接，其组合结构基本相似，由上下层叠在一起，一般加强筋板厚度薄一些，外观面板厚度厚一些。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种激光未熔透焊的装置，能够将两种钢材焊接在一起且下层钢材的背面未穿透，其结构简单、容易操作且功能可靠。
[0005]为了解决以上提出的问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0006]一种激光未熔透焊的装置，该装置包括光学组件和工作台、上板和下板，其中工作台的侧面上加工有进水口和出水口，两者之间通过水流通道相连通，并分别连接外部水冷循环系统；
[0007]所述上板和下板由上至下依次设置在工作台的台面上，并位于水流通道的正上方；光学组件安装于外部数控运动系统上，用于产生激光束作用在上板和下板上。
[0008]所述工作台采用电磁铁工作台。
[0009]所述光学组件包括光纤和激光焊接头，光纤的芯径为200 μ m，激光焊接头内镜片组的焦距为200mm，激光焊接头输出激光束的波长为1070nm。
[0010]所述上板和下板两者通过定位夹具固定在工作台上。
[0011]所述定位夹具为L形结构，其一端位于上板上，另一端位于工作台的侧面上。
[0012]所述水流通道内的冷却水温设定为20 °C。
[0013]所述工作台相对的侧面上平行加工有五个进水口和出水口，并分别通过水流通道连通。
[0014]所述相邻进水口和出水口之间的中心距为30mm，进水口和出水口的口径均为16mm，水流通道的直径为18mm。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0016]本实用新型中能够将两种材质相同或相近的钢板上下叠焊在一起，即将两种钢材上下叠紧后进行激光焊接，且下层钢材的背面未穿透；由于工作台上加工有进水口和出水口，内部通过水流通道相连通，即通过冷却水使下层钢材的背面无变形变色出现，从而达到一种理想的外观效果，其结构简单、容易操作且功能可靠。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型激光未熔透焊的装置的结构示意图。
[0018]图2为本实用新型激光未熔透焊的装置的截面图。
[0019]图3为本实用新型激光未熔透焊的装置的爆炸图。
[0020]附图标记说明:110-激光焊接头、120-工作台、121-进水口、122-出水口、123-水流通道、130-定位夹具、140-上板、150-下板、160-光纤、141-焊缝轨迹
【具体实施方式】
[0021]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
[0023]参阅图1和图3所示，本实用新型提供的一种激光未熔透焊的装置，该装置包括光学组件、工作台120、定位夹具130、上板140和下板150，其中工作台120采用电磁铁工作台。
[0024]光学组件为光学器件的组合用于产生激光束作用在待焊接板材上，包括光纤160和激光焊接头110。光纤160的芯径具有不同大小，通过选择合适的光纤芯径和激光焊接头110内不同焦距的镜片组，最终可从激光焊接头110输出具有确定最小光斑直径的激光束用于未熔透焊。在本实用新型的一个较佳实施例中，光纤160的芯径为200 μπι，激光焊接头110内镜片组的焦距为200mm。
[0025]激光焊接头110安装于外部数控运动系统上，可按焊缝轨迹141移动，同时，激光焊接头110与特定激光器相连通，可输出特定波长激光束用于未熔透焊。在本实用新型的一个较佳实施例中，激光束的波长为1070nm。
[0026]工作台120为矩形壳体，在开启状态下具有强磁力，且磁力大小可调，可将上板140和下板150吸紧贴合于其表面，两板之间无间隙，且在焊接过程中可有效约束板材因热输入引起的变形。
[0027]工作台120相对的两侧面上分别加工有进水口 121和出水口 122，并分别与外部水冷循环系统进水口和出水口相连接，通过水温设定，可将电磁铁工作台120的表面温度降到较低值。在焊接过程中，低温时对待焊接板材具有良好的散热冷却作用，可有效防止焊后下板150背面变形变色。在本实用新型的一个较佳实施例中，冷却水温设定为20°C。
[0028]所述进水口 121和出水口 122之间通过工作台120内部的水流通道123 (如附图2所示)相连通。进水口 121、出水口 122和水流通道123均具有较大的口径，能够通过较大流量的冷却水。在本实用新型的一个较佳实施例中，进水口 121、出水口 122的口径均为16mm，水流通道123的直径为18mm。进水口 121、出水口 122和水流通道123采用五个平行分布，并具有较小的排列间距，对其正上方的待焊接板材能够进行全位置的快速冷却。在本实用新型的一个较佳实施例中，进水口 121、出水口 122和水流通道123之间排列的中心距为 30mm。
[0029]定位夹具130为L形结构，用于上板140和下板150安装时的定位固定，其将上板140和下板150由上至下依次固定在工作台120的台面上，即定位夹具130的一端位于上板140上，另一端位于工作台120的侧面上。
[0030]本实用新型装置安装组合好后可进行激光未熔透焊接，其过程如下:
[0031]首先开启工作台120，工作台120产生的强磁力将上板140和下板150紧紧地吸合于工作台的台面上；然后，打开外部水冷循环系统，冷却水从进水口 121进入通过水流通道123后从出水口 122流出，等工作台120的台面温度达到预设温度后，开启外部数控运动系统将激光焊接头110沿预设焊接轨迹141进行出光焊接，待焊接完成后，关闭工作台120，松开定位夹具130，取下工件，依此重复，可进行下一工件的焊接。
[0032]本实用新型解决传统电阻点焊背部有压痕需抛光打磨的问题，同时解决针对传统工艺用双面胶粘合上下板易老化的问题等。
[0033]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种激光未熔透焊的装置，其特征在于:该装置包括光学组件、工作台(120)、上板(140)和下板(150)，其中工作台(120)的侧面上加工有进水口(121)和出水口(122)，两者之间通过水流通道(123)相连通，并分别连接外部水冷循环系统； 所述上板(140)和下板(150)由上至下依次设置在工作台(120)的台面上，并位于水流通道(123)的正上方；光学组件安装于外部数控运动系统上，用于产生激光束作用在上板(140)和下板(150)上。
2.根据权利要求1所述的激光未熔透焊的装置，其特征在于:所述工作台(120)采用电磁铁工作台。
3.根据权利要求1所述的激光未熔透焊的装置，其特征在于:所述光学组件包括光纤(160)和激光焊接头(110)，光纤(160)的芯径为200 μ m，激光焊接头(110)内镜片组的焦距为200mm，激光焊接头(110)输出激光束的波长为1070nm。
4.根据权利要求1所述的激光未熔透焊的装置，其特征在于:所述上板(140)和下板(150)两者通过定位夹具(130)固定在工作台(120)上。
5.根据权利要求4所述的激光未熔透焊的装置，其特征在于:所述定位夹具(130)为L形结构，其一端位于上板(140)上，另一端位于工作台(120)的侧面上。
6.根据权利要求1所述的激光未熔透焊的装置，其特征在于:所述水流通道(123)内的冷却水温设定为20 °C。
7.根据权利要求1所述的激光未熔透焊的装置，其特征在于:所述工作台(120)相对的侧面上平行加工有五个进水口(121)和出水口(122)，并分别通过水流通道(123)连通。
8.根据权利要求7所述的激光未熔透焊的装置，其特征在于:所述相邻进水口(121)和出水口(122)之间的中心距为30mm，进水口(121)和出水口(122)的口径均为16mm，水流通道(123)的直径为18mm。
【专利摘要】本实用新型涉及激光焊接技术领域，公开了一种激光未熔透焊的装置，该装置包括光学组件和工作台、上板和下板，其中工作台的侧面上加工有进水口和出水口，两者之间通过水流通道相连通，并分别连接外部水冷循环系统；所述上板和下板由上至下依次设置在工作台的台面上，并位于水流通道的正上方；光学组件安装于外部数控运动系统上，用于产生激光束作用在上板和下板上。本实用新型中能够将两种材质相同或相近的钢板上下叠焊在一起，由于工作台上加工有进水口和出水口，内部通过水流通道相连通，即通过冷却水使下层钢材的背面无变形变色出现，从而达到一种理想的外观效果，其结构简单、容易操作且功能可靠。
【IPC分类】B23K26-21, B23K26-70, B23K26-064, B23K37-04
【公开号】CN204524558
【申请号】CN201520134200
【发明人】毛大英, 邓时累, 刘斌, 陈根余, 陈燚, 高云峰
【申请人】大族激光科技产业集团股份有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月10日