[实用新型]一种基于高速扫描振镜的大功率激光焊接系统

说明书

本实用新型公开了一种基于高速扫描振镜的大功率激光焊接系统，其包括机械手、固定在机械手活动端的激光焊接机构、位于激光焊接机构下方的高位保护气刀、位于高位保护气刀下面且位于待焊位置上面的低位保护气刀以及从待焊位置两侧进行吹气的气体保护装置，激光焊接机构包括发射功率为5KW以上的激光器、准直镜、45°全反射镜、沿激光束方向移动的聚焦镜、X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜、驱动聚焦镜移动的Z轴驱动机构以及控制装置，控制装置与激光器、X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜以及Z轴驱动机构电气连接，聚焦镜的焦距为300mm以上。本实用新型能够解决铝合金焊接爆点、气孔和焊接裂纹等问题，获得强度高、焊接熔深与焊接熔宽稳定的铝合金焊缝。

【技术领域】

本实用新型涉及一种焊接系统，特别是涉及一种基于高速扫描振镜的大功率激光焊接系统。

【背景技术】

随着“十三五”规划中有关新能源汽车产业发展的各项规划与政策不断落实，电动汽车市场化发展的春风扑面而来。电池作为新能源汽车三大核心技术之一，一定程度上决定了电动汽车的可靠性和安全性问题。铝合金电池模组壳体部件是动力电池的重要支撑，对其焊接位置有很高的强度要求。电池模组壳体部件一般选用的是五系或六系高强铝合金，其化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且其熔点高出铝的三倍，加之铝合金导热性强，焊接时容易造成熔合困难；铝合金氧化膜中吸收较多的水分，易导致焊缝中氢气孔的形成，降低焊接接头的力学性能；此外，铝合金的线膨胀系数大，导热性能极强，焊接时很容易产生咬边、塌陷和翘曲变形等缺陷。

目前有采用长聚焦的高速扫描振镜焊接方式焊接铝合金以实现“U”型焊缝，增大焊接接头的力学性能，但是焊接过程不稳定伴随焊接熔深不稳定。因此，有必要提供一种新的基于高速扫描振镜的大功率激光焊接系统来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种基于高速扫描振镜的大功率激光焊接系统，能够解决铝合金焊接爆点、气孔和焊接裂纹等问题，获得高强度的铝合金焊缝。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种基于高速扫描振镜的大功率激光焊接系统，其包括机械手、固定在所述机械手活动端的激光焊接机构、位于所述激光焊接机构下方的高位保护气刀、位于所述高位保护气刀下面且位于待焊位置上面的低位保护气刀以及从待焊位置两侧进行吹气的气体保护装置，所述激光焊接机构包括发射功率为5KW以上的激光器、准直镜、45°全反射镜、沿激光束方向移动的聚焦镜、X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜、驱动所述聚焦镜移动的Z轴驱动机构以及控制装置，所述控制装置与激光器、所述X轴扫描振镜、所述Y轴扫描振镜以及所述Z轴驱动机构电气连接，所述聚焦镜的焦距为300mm以上。

进一步的，所述Z轴驱动机构包括沿激光束方向设置的滑轨、设置在所述滑轨上的滑块以及驱动所述滑块移动的伺服电机，所述聚焦镜设置在所述滑块上。

进一步的，所述低位保护气刀吹出0.2Mpa的干燥空气或氮气，气刀长约60-70mm。

进一步的，所述高位保护气刀吹出0.7Mpa的干燥空气，气刀长约200-300mm。

进一步的，所述气体保护装置包括设置在焊缝位置两侧的气罐、向所述气罐内部吹入保护气体的管道，两个所述气罐相对面上设置有与焊缝平行的长条形开口，所述管道贯穿所述气罐内部。

进一步的，所述高位保护气刀与所述低位保护气刀的吹气方向相互呈90°设置。

与现有技术相比，本实用新型一种基于高速扫描振镜的大功率激光焊接系统的有益效果在于：

1)采用高速扫描振镜椭圆形螺旋线轨迹的扫描焊接方法，可以实现电池模组壳体部件的高速焊接，采用激光功率为5.5kw、焊接速度为4.8m/min、光束扫描频率为150Hz、光束摆动短径/长径为4/8的焊接工艺，可以使得焊接接头表面成形均匀一致，横、纵截面观察均无气孔和裂纹出现；