蒙皮-骨架结构的激光双侧同步焊接系统技术方案

蒙皮-骨架结构的激光双侧同步焊接系统，它涉及一种激光双侧同步焊接系统。本发明专利技术为了解决现有的双光束的焊接装置存在所需激光功率大，易导致分光镜烧蚀而损坏，而且激光入射角度调节不便，调节范围窄，焊接时离焦量的选择受限制的问题。本发明专利技术的套筒套装在第三管筒上，套筒与第三管筒之间设有轴承，刻度环套装在第三管筒上，第一连接板与送丝装置之间通过第二连接板连接，调高块旋拧在第四管筒的下端，空气刀上开设至少一个侧吹气体孔，喷嘴与第三连接板之间通过柔性管连接，两个焊接装置相对设置，且两个焊接装置设置在待焊试件装夹装置的上方，蒙皮-骨架装夹在待焊试件装夹装置上。本发明专利技术适用于蒙皮-骨架结构的焊接。

Laser bilateral synchronous welding system of skin skeleton structure

The invention relates to a laser bilateral synchronous welding system of a skin skeleton structure, which relates to a laser bilateral synchronous welding system. The invention in order to solve the existing dual beam welding equipment required for laser power, easily lead to erosion and damage and spectroscope, laser incident angle adjustment range is narrow, inconvenient adjustment, welding defocusing selection problem of restricted. The invention of the sleeve on the third cylinder, third cylinder sleeve and pipe bearing is arranged between the scale ring is sheathed on the third tube, between the first connecting plate and the wire feeding device through the connecting plate is connected with the lower end of second, up fourth blocks screwed on the tube, at least one side blown gas hole opened air knife third, the nozzle and the connecting plate are connected by a flexible tube, relative set two welding device and two welding device is arranged above the welding specimen clamping device, skin skeleton clamping in the welding specimen clamping device. The invention is suitable for welding of skin skeleton structure.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光双侧同步焊接系统，具体涉及一种蒙皮-骨架结构的激光双 侧同步焊接系统。
技术介绍
在汽车与航空航天工业中，为了减轻构件自重，提高运载能力，越来越多地采用薄 壁型轻量化结构，尤其是蒙皮-骨架结构备受青睐。相对于铆接和粘接，焊接生产效率高， 接头强度大，逐渐成为蒙皮-骨架结构连接最主要的方法之一。但是，传统的焊接方法(如 电弧焊和等离子体弧焊等)，热输入大，焊接速度低，焊接应力和变形大。激光焊接与传统焊接方法相比，具有能量密度高，热输入低，热影响区窄，焊缝深 宽比大，工件产生收缩与变形较小等诸多优点。采用两台型号相同的激光器双侧同步焊接 蒙皮-骨架结构，可以使焊缝两侧的加热和冷却同时进行，但降低了接头的变形，对薄壁板 的焊接效果尤为显著。目前，针对激光焊接蒙皮-骨架结构主要采用的双光束的焊接装置，该焊接装置 是通过一个分光镜将一束激光分为两束，所以需要较大的激光功率，很容易导致分光镜烧 蚀而损坏，另外该焊接装置对于激光入射角度调节不方便并且调节范围窄，同时对于焊接 时离焦量的选择受限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的双光束的焊接装置存在所需激光功率大，易导致 分光镜烧蚀而损坏，而且激光入射角度调节不便，调节范围窄，焊接时离焦量的选择受限制 的问题，进而提供一种蒙皮-骨架结构的激光双侧同步焊接系统。本专利技术的技术方案是蒙皮-骨架结构的激光双侧同步焊接系统包括两个焊接装 置，每个焊接装置均包括第一管筒、第一反光镜、第二管筒和第二反光镜，每个焊接装置还 包括第三管筒、套筒、刻度环、至少一个轴承、第一连接板、送丝装置、聚焦镜、第四管筒、带 有内螺纹的调高块、第二连接板、柔性管、喷嘴、第三连接板和空气刀，所述激光双侧同步焊 接系统还包括待焊试件装夹装置，第一管筒、第二管筒、第三管筒和第四管筒由上至下依次 在同一平面内并垂直连接，第一管筒与第二管筒的交汇处设有第一反光镜，第二管筒与第 三管筒的交汇处设有第二反光镜，第三管筒与第四管筒的交汇处设有聚焦镜，套筒套装在 第三管筒上，套筒与第三管筒之间设有至少一个轴承，且套筒通过螺栓固定在第三管筒上， 刻度环套装在第三管筒上，且刻度环与第三管筒制成一体，第一连接板设置在第三管筒上， 第一连接板与送丝装置之间通过第二连接板连接，第四管筒的下端设有外螺纹，带有内螺 纹的调高块旋拧在第四管筒的下端，空气刀设置在带有内螺纹的调高块的下方，且带有内 螺纹的调高块与空气刀之间通过第三连接板连接，空气刀上开设至少一个侧吹气体孔，喷 嘴与第三连接板之间通过柔性管连接，两个焊接装置相对设置，且两个焊接装置设置在待 焊试件装夹装置的上方，蒙皮-骨架装夹在待焊试件装夹装置上。本专利技术与现有技术相比具有以下效果1.本专利技术通过旋转两个激光焊接装置的 位置和角度，有效的提高了焊接几何空间的灵活性，使得激光入射角度调节方便灵活，且调 节范围宽，避免了焊接时离焦量的选择受限制的问题。2.本专利技术采用空气刀进行侧吹保护 气体，有效的降低了焊接过程中产生的金属飞溅对聚焦镜的污染，延长了聚焦镜的工作时 间。3.本专利技术与双光束相比，每个焊接装置需要的激光功率小，消除了分光镜因烧蚀而损坏 的现象。4.本专利技术结构简单，易于实现。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术一个焊接装置的结构示意图；图3是待 焊试件装夹装置的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的蒙皮-骨架结 构的激光双侧同步焊接系统包括两个焊接装置，每个焊接装置均包括第一管筒1、第一反光 镜2、第二管筒4和第二反光镜5，每个焊接装置还包括第三管筒6、套筒7、刻度环8、至少 一个轴承9、第一连接板10、送丝装置11、聚焦镜12、第四管筒13、带有内螺纹的调高块14、 第二连接板15、柔性管16、喷嘴17、第三连接板18和空气刀19，所述激光双侧同步焊接系 统还包括待焊试件装夹装置，两个焊接装置相对设置，且两个焊接装置设置在待焊试件装 夹装置的上方，蒙皮-骨架装夹在待焊试件装夹装置上，第一管筒1、第二管筒4、第三管筒 6和第四管筒13由上至下依次在同一平面内并垂直连接，第一管筒1与第二管筒4的交汇 处设有第一反光镜2，第二管筒4与第三管筒6的交汇处设有第二反光镜5，第三管筒6与 第四管筒13的交汇处设有聚焦镜12，套筒7套装在第三管筒6上，套筒7与第三管筒6之 间设有至少一个轴承9，且套筒7通过螺栓固定在第三管筒6上，刻度环8套装在第三管筒 6上，且刻度环8与第三管筒6制成一体，第一连接板10设置在第三管筒6上，第一连接板 10与送丝装置11之间通过第二连接板15连接，第四管筒13的下端设有外螺纹，带有内螺 纹的调高块14旋拧在第四管筒13的下端，带有内螺纹的调高块14与空气刀19之间设有 第三连接板18并连接，空气刀19上开设至少一个侧吹气体孔19-1，喷嘴17与第三连接板 18之间通过柔性管16连接。本实施方式通过套筒7、刻度环8和轴承9的旋转带动焊接装置与第一连接板10 绕X轴整体旋转，从而实现激光束入射角度大小的调整，并通过刻度环8精确读取激光束入 射角度的数值，调整到所需角度之后将套筒7固定。调整聚焦镜12的位置并进行微调，实 现激光束的垂直射出。本实施方式通过旋转带有内螺纹的调高块14来带动空气刀19在垂直方向的升 降，从而改变空气刀13与工件之间的距离。空气刀19上开设至少一个侧吹气体孔19-1，通 过吹侧吹空气来减少焊接飞溅对聚焦镜12的污染。本实施方式采用柔性管16输送保护气，可以更好的调节喷嘴17的高度与角度，以 便更好的保护焊接过程中形成的熔池。本实施方式的第一连接板10与送丝装置11处于相同平面内，并互成一定夹角分布。具体实施方式二 结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的送丝装置11包 括送丝杆11-1、夹持杆11-2和送丝嘴11-3，送丝杆11-1设置在第二连接板15上，夹持杆 11-2转动安装在送丝杆11-1上，送丝嘴11-3夹装在夹持杆11-2上。如此设置，通过调整 第一连接板10、第二连接板15、送丝杆11-1和夹持杆11-2的相对位置来实现送丝嘴11-3 在X、Y、Z三个方向的精确调节，最终实现送丝杆11-1、夹持杆11-2和送丝嘴11-3之间相 对位置的精确分布，送丝嘴11-3经过送丝导管与送丝机相连，同时，通过轴承9与套筒7的 旋转带动第一连接板10的旋转实现送丝装置11与焊接装置的同步旋转。其它组成和连接 关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的第四管筒13与 第三管筒6制成一体。如此设置，便于安装及精度的保证。其它组成和连接关系与具体实 施方式一或二相同。具体实施方式四结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的第一管筒1、第 二管筒4、第三管筒6和第四管筒13均为铝合金管筒。如此设置，选材容易，无需特制，成本 低。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。具体实施方式五结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的轴承9的数量为 1-6个。如此设置，便于根据焊接装置的大小来选择合适数量的轴承9。其它组成和连接关 系与具体实施方式一、二、三或四相同。具体实施方式六结合图3说明本实施方式，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒙皮－骨架结构的激光双侧同步焊接系统，它包括两个焊接装置，每个焊接装置均包括第一管筒（１）、第一反光镜（２）、第二管筒（４）和第二反光镜（５），其特征在于：每个焊接装置还包括第三管筒（６）、套筒（７）、刻度环（８）、至少一个轴承（９）、第一连接板（１０）、送丝装置（１１）、聚焦镜（１２）、第四管筒（１３）、带有内螺纹的调高块（１４）、第二连接板（１５）、柔性管（１６）、喷嘴（１７）、第三连接板（１８）和空气刀（１９），所述激光双侧同步焊接系统还包括待焊试件装夹装置，第一管筒（１）、第二管筒（４）、第三管筒（６）和第四管筒（１３）由上至下依次在同一平面内并垂直连接，第一管筒（１）与第二管筒（４）的交汇处设有第一反光镜（２），第二管筒（４）与第三管筒（６）的交汇处设有第二反光镜（５），第三管筒（６）与第四管筒（１３）的交汇处设有聚焦镜（１２），套筒（７）套装在第三管筒（６）上，套筒（７）与第三管筒（６）之间设有至少一个轴承（９），且套筒（７）通过螺栓固定在第三管筒（６）上，刻度环（８）套装在第三管筒（６）上，且刻度环（８）与第三管筒（６）制成一体，第一连接板（１０）设置在第三管筒（６）上，第一连接板（１０）与送丝装置（１１）之间通过第二连接板（１５）连接，第四管筒（１３）的下端设有外螺纹，带有内螺纹的调高块（１４）旋拧在第四管筒（１３）的下端，空气刀（１９）设置在带有内螺纹的调高块（１４）的下方，且带有内螺纹的调高块（１４）与空气刀（１９）之间通过第三连接板（１８）连接，空气刀（１９）上开设至少一个侧吹气体孔（１９－１），喷嘴（１７）与第三连接板（１８）之间通过柔性管（１６）连接，两个焊接装置相对设置，且两个焊接装置设置在待焊试件装夹装置的上方，蒙皮－骨架装夹在待焊试件装夹装置上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，陶汪，陈彦宾，陈洁，占小红，杨模聪，刘红兵，王玉华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93