[发明专利]一种薄板带的激光对接焊接装置及方法

权利要求书

1.一种薄板带的激光对接焊接装置，其特征在于：包括带钢宽度对中装置、焊接头导向系统，带钢宽度对中装置包括粗对中装置和精对中装置，焊接头导向系统包括焊接头液压缸、焊接头导向轮、焊接支撑轮和激光焊接头，焊接头液压缸用于带动焊接头导向轮和激光焊接头上下运动，焊接支撑轮位于带钢下方且固定设置。

2.如权利要求1所述的薄板带的激光对接焊接装置，其特征在于：所述粗对中装置包括对中液压缸、卡板及接近开关，所述卡板有两块，沿带钢宽度方向，分别设于带钢的一侧，对中液压缸用于驱动卡板向带钢靠近，当有一侧卡板接触到带钢时摆动，使接近开关输出信号，对中液压缸速度由高速变为低速，当两侧卡板同时接触带钢时，对中液压缸停止运动，粗对中完成。

3.如权利要求1所述的薄板带的激光对接焊接装置，其特征在于：所述精对中装置包括设于带钢上方的上旋转压头、用于驱动上旋转压头的上压下液压缸、设于带钢下方的下旋转压头、用于驱动下旋转压头的摆动液压缸以及检测系统，下旋转压头正对上旋转压头，所述检测系统包括信号光源以及用于检测带钢位置的CCD图像传感器，信号光源安装于焊机焊接小车双切剪两侧基座上。

4.如权利要求1所述的薄板带的激光对接焊接装置，其特征在于：所述焊接头导向系统还包括用于控制焊接头液压缸的焊接头导向液压控制系统，焊接头导向液压控制系统包括减压阀、换向阀、单向阀和溢流阀，焊接头液压缸下降时，溢流阀的背压可抵消焊接头导向轮及激光焊接头的重量。

5.一种薄板带的激光对接焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、带尾运行到焊机区域，出口夹送辊传动，使带尾自动定位在剪切区域；焊机出口活套辊升起，带钢形成活套；出口对中装置自动对中带尾，出口夹紧拼缝装置压紧带钢；

S2、带头进入焊机区域，入口夹送辊传动，使帯头自动定位在剪切区域，焊机入口活套辊升起，形成活套；入口对中装置自动对中带头，入口夹紧拼缝装置压紧带钢；

S3、焊接小车开至剪切工位，双切剪同时剪切带头带尾；

S4、带钢采用薄板激光电弧复合焊接工艺，根据带钢厚度不同设定不同的参数，根据预设定薄板激光电弧复合焊接工艺参数完成拼缝焊接；

S5、入口夹紧拼缝装置和出口夹紧拼缝装置打开并退回初始位置；

S6、出口夹送辊传动，焊缝自动停至月牙剪，剪切两边焊缝尖角；

S7、入口升降托辊和出口升降托辊抬起带钢，带钢向前运行。

6.如权利要求5所述的薄板带的激光对接焊接方法，其特征在于：在步骤S4中，薄板激光电弧复合焊接工艺的参数包括激光功率P、焊接速度V、送丝速度r、离焦量Δf、焊接头压力F、拼缝间隙δ。

7.如权利要求6所述的薄板带的激光对接焊接方法，其特征在于：

在步骤S4中，根据预设定薄板激光电弧复合焊接工艺参数执行以下过程：

A、根据预设定拼缝间隙δ，入口夹紧拼缝装置和出口夹紧拼缝装置带动带头带尾移动至焊接位置，带头带尾形成拼缝；

B、根据预设定值焊接头以设定焊接头压力F压下；

C、焊接小车向传动侧运动，带动激光焊接头沿拼缝移动完成焊接，激光功率P、焊接速度V、送丝速度r、离焦量Δf按预设定要求。

8.如权利要求6所述的薄板带的激光对接焊接方法，其特征在于：带钢厚度为0.6mm时，采用离焦量Δf＝20mm，激光功率P＝3kW，焊接速度V＝8m/min，拼缝间隙δ＝0mm，焊接头压力F＝3Mpa，送丝速度r＝5m/min。

9.如权利要求5所述的薄板带的激光对接焊接方法，其特征在于：对中过程包括先启动自动对中，延时一段时间后判断对中是否正常，即沿带钢宽度方向两侧的接近开关是否均检测到带钢，若正常，由检测系统、PLC控制器读取位置数据，并计算对中调节量，对中调节量未超出范围时，开始精对中，通过检测系统判断对中效果，达到效果后结束对中。

10.如权利要求9所述的薄板带的激光对接焊接方法，其特征在于：在自动对中过程中，执行粗对中操作，当一侧接近开关检测到带钢时，开始减速运行，两侧均检测到带钢时，对中结束；

在精对中过程中，信号光源为CCD图像传感器提供光源，CCD图像传感器可直接将光学信号转换为模拟量电流信号，电流信号经过放大和模数转换，执行机构包括上旋转压头、上压下液压缸、下旋转压头、摆动液压缸，摆动液压缸由比例阀控制，PLC控制器根据位置检测信息进行运算，输出电流信号至比例阀，比例阀控制摆动液压缸摆动相应的角度纠正带钢位置。