[实用新型]一种随焊水冷激光拼焊装置

说明书

本实用新型涉及一种随焊水冷激光拼焊装置，包括工件夹持单元、焊接单元、随焊水冷单元及保护气单元；所述装夹单元由基板底座及分别与基板底座连接的琴键夹具、可调限位机构组成；所述焊接单元由自下而上依次连接的横吹气帘、保护镜模块、聚焦镜模块及准直镜模块组成；所述焊接单元位于工件夹持单元的上方；所述保护气单元由正面保护气道、保护气道安装机构及背面保护气道组成。本实用新型所述装置中，冷却水道可进行多维度调整，采用正反面全气氛保护及新型夹具，能够稳固装夹待拼焊板材，有效减小焊后残余应力及焊后变形。

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种随焊水冷激光拼焊装置。

背景技术

激光拼焊技术具有能量输入集中、焊接速度快、定位准确等优点，主要用于汽车领域，并且随着汽车轻量化发展的不断推进，其应用范围日益广泛。然而，汽车用高强钢薄板在激光拼焊时由于焊缝处残余应力大，造成焊缝冷裂倾向明显、存在热影响区软化等多种缺陷。同时，高强钢在激光拼焊过程中变形趋向大，而零件装配精度要求高，采用常规夹具难以满足要求。

随焊冷却技术可以通过冷却介质吸能，阻断焊缝向后方传热，同时迫使焊缝快速冷却，压缩高温区范围，由温度产生动态拉伸效应，进而有效控制残余应力，控制焊后变形。同时缩小高温区范围，一定程度上控制晶粒长大，从而优化焊缝组织。另一方面，冷却水与焊缝表面的垂直距离、伸长距离以及冷却水入射角度等参数直接影响残余应力以及焊接变形的调控效果，常见的垂直雾化水冷难以满足更高强度的钢板激光拼焊残余应力调控要求。

专利申请号为CN201911288480.5的中国专利申请公开了“一种随焊超声与激冷复合的激光焊接方法”，其随焊水冷系统位于焊缝下方，通过水的雾化接触焊缝表面，有一定的冷却效果，但冷却能力有限，多余的水无法溢出，水冷输入角度无法调整。

专利申请号为CN201922331326.3的中国专利申请公开了“一种随焊激冷装置”，应用于TIG焊接，且随焊冷却距离及角度难以连续调整。

专利申请号为CN202021268663.9的中国专利申请公开了“一种可调节作用面积的随焊激冷装置”，采用喷射冷却介质形式，冷却效果有限，装配精度不满足激光拼焊要求。

专利申请号为CN201520443136.X的中国专利申请公开了一种“焊缝同步水冷激光焊接机构”，其水冷与激光头距离锁定无法调节，且水冷高度、角度等参数均不可变。

专利申请号为CN201922208394.0的中国专利申请公开了“一种控制激光拼焊板缝间隙的水冷装置”，其结构复杂、不易实现，且水冷高度、角度、距离等参数均无法调节。

发明内容

本实用新型提供了一种随焊水冷激光拼焊装置，冷却水道可进行多维度调整，采用正反面全气氛保护及新型夹具，能够稳固装夹待拼焊板材，有效减小焊后残余应力及焊后变形。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种随焊水冷激光拼焊装置，包括工件夹持单元、焊接单元、随焊水冷单元及保护气单元；

所述工件夹持单元由基板底座及分别与基板底座连接的琴键夹具、可调限位机构组成；待拼焊工件放置在基板底座上，可调限位机构用于对待拼焊工件进行限位使两者之间的间隙符合拼焊要求，琴键夹具用于将限位后的待拼焊工件进行夹紧固定；

所述焊接单元位于工件夹持单元的上方；

所述随焊水冷单元由冷却水道、位置及角度调节机构、冷却水管、阀门及水泵组成，冷却水道通过位置及角度调节机构与焊接单元相连，并且位置及角度调节机构能够调节冷却水道的位置及角度；冷却水道的进水端通过冷却水管连接水泵，冷却水管上设阀门；