[发明专利]激光摆动焊接系统

说明书

本发明公开了一种激光摆动焊接系统，涉及激光焊接领域。该系统还包括激光摆动焊接操作台，激光摆动焊接操作台包括三向移动机构和焊接头摆动机构，焊接头摆动机构包括固定在三向移动机构上的X轴向移动机构、固定在X轴向移动机构上的焊接头倾斜机构、以及固定在焊接头倾斜机构上的激光焊接头；三向移动机构用于：带动焊接头摆动机构基本沿X轴、Y轴和/或Z轴方向往复移动；X轴向移动机构用于：带动焊接头倾斜机构和激光焊接头，基本沿X轴方向往复移动；焊接头倾斜机构用于：带动激光焊接头绕Y轴转动。本发明在焊接工件的焊缝时，能够在降低工件的变形程度、提高焊接效率的同时，降低对工件的精度要求。

技术领域

本发明涉及激光焊接领域，具体涉及一种激光摆动焊接系统。

背景技术

激光焊接是一种利用高能量密度的激光束作为热源的高效精密焊接方法，主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接的原理为热传导，即激光辐射至热加工件表面后，加工件表面的热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等参数，可使工件熔化，形成特定熔池。目前，激光焊接已经成功的应用于微、小型零件焊接中。

由于激光束聚焦后的光斑尺寸小、且焊缝窄，因此对于焊缝较宽的工件而言，不能通过激光直接焊接。目前对于焊缝较宽的工件的激光焊接方法为：采取扫描振镜围绕旋转轴转动，形成螺旋线式焊缝；但是，上述激光焊接方法存在以下缺陷：

(1)螺旋线式焊缝的重叠部分较多，这会使得重叠部分热量较大，进而导致重叠部分的变形程度较大；与此同时，重叠部分的焊接会延长焊接同一段距离所需时间的较长，焊接效率较低。

(2)扫描振镜对激光的反射范围有限，进而使得焊缝的宽度范围较小，这会对工件的精度(装配精度和定位精度)要求较高。

由此可知，当工件精度较低(达不到螺旋线式焊缝的焊接要求)、或者工件对变形程度的要求较高时，上述方法不适用。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：在焊接工件的焊缝时，如何在降低工件的变形程度、提高焊接效率的同时，降低对工件的精度要求。

为达到以上目的，本发明提供的激光摆动焊接系统，包括激光焊接头，该系统还包括激光摆动焊接操作台，激光摆动焊接操作台包括三向移动机构和焊接头摆动机构，焊接头摆动机构包括固定在三向移动机构上的X轴向移动机构、固定在X轴向移动机构上的焊接头倾斜机构、以及固定在焊接头倾斜机构上的激光焊接头；

三向移动机构用于：带动焊接头摆动机构基本沿X轴、Y轴和/或Z轴方向往复移动；

X轴向移动机构用于：带动焊接头倾斜机构和激光焊接头，基本沿X轴方向往复移动；

焊接头倾斜机构用于：带动激光焊接头绕Y轴转动。

通过上述方案可知，本发明通过三向移动机构能够实现激光焊接头的三向移动，通过X轴向移动机构能够实现激光焊接头沿工件自身焊缝的垂直方向左右摆动，通过焊接头倾斜机构能够调节激光焊接头的倾斜角度，以此形成无重叠的焊缝，在此基础上：

(1)与现有技术中的重叠部分多、重叠部分热量较大的螺旋线式焊缝相比，本发明的焊缝没有重叠部分，进而不仅显著降低了工件的变形程度，而且不用重复焊接，大幅度提高了焊接效率；

(2)与现有技术中通过扫描振镜完成的较小宽度范围的螺旋线式焊缝相比，本发明的焊缝宽度范围为X轴向移动机构的行程范围加上焊接头倾斜机构的倾斜范围，即本发明的宽度范围不仅较大，而且可调，进而显著降低了工件的精度要求；与此同时，本发明用X轴向移动机构和焊接头倾斜机构替代了现有技术中的扫描振镜，降低了物料成本。

(3)X轴向移动机构和焊接头倾斜机构配合能够使得激光焊接头的焊接角度多样化，进而能够针对性的与不规则工件的焊接面适配。