[发明专利]一种密封罐体的激光-弧焊复合焊接机

摘要

一种密封罐体的激光‑弧焊复合焊接机，包括激光光源、带角度变化转动装置和升降装置的激光聚焦头，带送丝机构的弧焊枪，龙门运动结构，视觉成像焊缝跟踪系统，密封罐体装夹机构和焊接过程控制系统，由激光光源发射的激光进入激光聚焦头后与带送丝机构的弧焊枪组成复合焊接头，焊接过程控制系统控制激光器激光发射与弧焊电源及送丝机构之间协作，使激光器出光与弧焊枪送丝机构之间的光‑丝配合达到毫秒至亚毫秒，焊缝跟踪系统计算焊缝路径并反馈给焊接控制系统调整焊接路径，密封罐体装夹机构包含运动导轨机构和旋转机构。本发明可以广泛应用于食品、生物医药、车辆改装、楼道供水系统的不锈钢罐体焊接，也可应用于其他材质罐体的高强度焊接。

主权项

1.一种密封罐体的激光‑弧焊复合焊接机，包含一个YAG激光器（1），该YAG激光器（1）的出射激光功率为1500W, 激光波长为1064nm，YAG激光器（1）出射的激光经过能够转动角度的转动盒（2）中的45°全反射镜片（3）反射，经过聚焦镜筒（5）中的光学透镜系统（9），形成焊接聚焦光束（10）；转动盒（2）能够使聚焦镜筒（5）沿着激光器（1）的出射光路为轴线，产生‑90°至+90°的角度旋转；聚焦镜筒（5）固定在一个能够伸缩的连接头（4）上，该能够伸缩的连接头（4）使聚焦镜筒产生的伸缩长度为150mm；该系统中，保护气体吹气嘴（12）、带送丝的焊枪（6）和视频检测头（7）均固定在转接块（8）上，转接块（8）可沿着聚焦筒（5）的轴线调节角度，该角度范围为0°、90°，分别用于罐体端面、法兰的圆弧焊接和罐身的直线焊接；其中，保护气体吹气嘴（12）的末端为可改变方向和吹气距离的软结构，所吹保护气体为氮气，气体压力为0.1MP a至0.4MPa；带送丝的焊枪（6）的焊丝（11）与激光聚焦筒（5）之间的角度可以调节，调节角度的范围为25°‑70°，聚焦光束（9）的焦点与焊丝（11）之间的距离可以调节，调节的范围为0‑10mm；视频检测头（7）与激光聚焦筒（5）之间的角度可以调节，所调节的角度为0°‑60°；视频检测头（7）的成像中心点与焊丝（11）的焊区之间的距离为3‑10mm；焊接光束（10）的出光控制和焊丝（11）的送丝控制之间形成光‑丝配合，本系统所达到的光‑丝配合指标为毫秒‑亚毫米级；激光器（1）固定在一个产生X方向位移的平台（18）上，平台（18）固定在一个龙门架（19）上，待焊的密封罐体工件（14）由夹持机构（13）所固定，夹持机构（13）外侧由马达（15）驱动，使密封罐体沿着罐体的轴线做圆周运动，转动盒（2）改变到合适的激光入射角度，从而实现密封罐体（14）两端的焊接，夹持机构（13）固定在一个产生Y方向位移的平台（17）上，改变转接块（8）的角度使复合焊接头的弧焊在前，激光焊在后的方式，沿着平台（17）的运动方向，实现罐身的直线焊接，夹持机构（13）固定在一个产生Y方向位移的平台（17）上，平台（17）固定在一个由马达（16）产生旋转动作的平台（20）上，平台（20）通过滚珠（21）固定在底座（22）上，转动盒（2）改变激光的入射角度并配合平台（17）所产生的旋转运动则可以焊接罐体中间段部位的法兰焊接。