[发明专利]激光-电弧复合焊接和超声去应力一体化装置

说明书

本发明公开了一种激光‑电弧复合焊接和超声去应力一体化装置，包括基座A，基座A上设置有激光焊接头和电弧焊枪，基座A远离激光焊接头的一侧侧面设置有可上下移动的基座B，基座B底部设置有超声冲击头，超声冲击头连接有超声波发生器，基座B与超声冲击头通过直线导轨副连接，激光焊接头、电弧焊枪和超声冲击头的底端端部位于同一水平线上。采用本发明装置能够使电弧焊枪、激光焊接头和超声冲击头同步运动，激光‑电弧焊接在前，超声冲击在后，达到前边施焊，后边同步超声冲击去应力强化的效果，能够有效去除厚板焊接及多层填充焊残余应力。

技术领域

本发明属于焊接技术技术领域，涉及一种激光-电弧复合焊接和超声去应力一体化装置。

背景技术

高强钢厚板焊接过程中，由于焊接裂纹敏感性高，易产生由于残余应力引起的焊缝开裂，导致结构失效。一般来说，焊接后工件内部存在残余压应力，有利于提高工件的结合强度和疲劳强度，而存在残余拉应力，容易产生裂纹和焊接缺陷，所以需要通过各种工艺和方法将残余拉应力从工件中消除。消除残余应力可以从以下几个方面来进行：通过结构设计预防残余应力；采用相应的焊接工艺，调节和控制残余的产生和发展；焊后采用机械力和热处理的方法降低或消除残余应力。通过结构设计预防残余应力往往受制于系统结构及使用要求，改善内应力效果有限，而焊接工艺由于受焊材、焊接方法、现场施工条件、施焊工艺等多种因素影响，也无法有效避免焊缝拉应力的产生。采用焊后超声冲击以后，由于焊缝表面受到高频振动和冲击应力，从而使处于较高应力场的区域中的应力得到释放，可有效减小焊件中的残余应力。同时，机械力还可以减少焊趾区的缺口的尖锐度，因而降低了应力集中，甚至有可能在金属表面产生压应力，可以大幅度提高焊接接头的疲劳强度。

目前，高强钢厚板T型结构焊接件采用的去除焊缝应力的方法是焊后人工手持冲击枪进行超声去应力冲击。对于厚板T型结构接头，一般要采用多道多层焊接方式焊接，若采用焊后人工超声冲击的方法对每层熔覆金属进行去应力形变强化，会大大降低焊接效率，且人工手持冲击枪难以保证冲击位置连续搭接、移动速度、压力的恒定，导致连续的长焊缝去应力效果及变形量不稳定，同时亦会影响后续熔焊工艺条件的稳定，难以保证焊接接头质量。现有同步超声冲击装置只应用于实验室小型试验，对焊接板材表面质量要求极高，且只适合于薄板单层小焊缝焊接，不适于表面状态略差的厚板焊接及多层填充焊，此外超声冲击枪产生的振动会影响电弧焊接及激光焊接的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光-电弧复合焊接和超声去应力一体化装置，解决了现有同步超声冲击装置不能去除厚板焊接及多层填充焊残余应力的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种激光-电弧复合焊接和超声去应力一体化装置，包括基座A，基座A上设置有激光焊接头和电弧焊枪，基座A远离激光焊接头的一侧侧面设置有可上下移动的基座B，基座B底部设置有超声冲击头，超声冲击头连接有超声波发生器，基座B与超声冲击头通过直线导轨副连接，激光焊接头、电弧焊枪和超声冲击头的底端端部位于同一水平线上。

本发明的技术特征还在于，

超声冲击头包括从上向下依次连接的压力调节仓和冲击头仓体，冲击头仓体内部设置有与超声波发生器连接的换能器，底部设置有可上下移动的冲击针。

压力调节仓包括顶盖、弹簧和筒体，顶盖与筒体通过螺钉固定连接，弹簧设置在筒体内部。

冲击针为T型针，冲击针顶部位于冲击头仓体内部，底部位于冲击头仓体外部，换能器底面与冲击针顶面相贴合。

冲击头仓体包括从上向下依次固定连接的圆形顶板、圆筒和空心棱台，顶板四周卡在筒体内部，空心棱台与圆筒内部相连通，空心棱台底面开设有可使冲击针底部穿过的通孔。

筒体内壁上开设有定位槽，顶板外侧设置有凸出端，凸出端嵌入在定位槽内部。

基座A与基座B通过直线滚珠丝杠连接。