CN103111781A - 一种激光-电弧复合焊接头调节装置 - Google Patents

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刘祥宇
齐忠华
龙清海
迟海龙
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Abstract

本发明涉及激光-电弧复合焊接领域，具体涉及一种激光-电弧复合焊接头调节装置，包括激光焊接头、弧焊枪、X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构及连接法兰，其特征在于，连接法兰与激光焊接头相连，X轴调节机构和角度调节板相连，角度调节板上设有两条同心的弧形长孔，弧形长孔内分别设有螺钉一和螺钉二，螺钉一和螺钉二分别与弧焊枪相连，螺钉一和螺钉二是沿焊枪的中心轴线分布的，调节焊枪相对于激光束的角度时，焊枪以焊丝尖端为中心旋转。与现有技术相比，本发明的有益效果是：能方便地调节焊枪相对于激光束的角度和在X，Y，Z方向的位置，最终实现激光热源和弧焊热源的良好结合，对保证复合焊接质量和良好的成型效果具有重要意义。

Description

一种激光-电弧复合焊接头调节装置
技术领域
本发明涉及激光-电弧复合焊接领域，具体涉及一种激光-电弧复合焊接头调节装置。
背景技术
激光-电弧复合焊接技术是由英国学者W.steen于20世纪70年代末期首次提出来的。其主要思想是利用电弧能量，在较小的激光功率条件下获得较大的焊接熔深，同时提高激光焊接焊缝间隙的适应性，实现高效率、高质量的焊接。生产中，能方便地调节焊枪相对于激光束的角度和坐标，可以保证激光焊接头和焊枪处于合适的相对位置，保证复合焊接质量和良好的成型效果。
专利CN102380730A中公开了一种激光复合焊接头调整机构，其特征是在铝合金板孔内安装一个螺旋套，激光头安装在螺旋套上，套筒座通过螺钉固定在铝合金板上，导柱和齿条安装在套筒座的套筒内，齿轮镶嵌在旋钮上，夹套通过第一蝶形螺母与导柱相连，焊枪装在夹套上，通过第二蝶形螺母固定，其优点是可调整光——丝间距和焊枪角度，不足之处是焊枪相对激光束的三维坐标无法调节。
专利CN102785033A中公开了一种基于三维调节的激光、电弧复合焊接焊炬，其特征是激光焊枪与水平内外向调节机构相连，水平内外向调节机构与连接板相连，竖直向调节机构与连接板相连，水平左右向调节机构与竖直向调节机构相连，激光焊接头与不平左右向调节机构相连。其优点是实现焊枪与激光焊接头的同步移动，满足复合焊接过程中电弧和激光相对位置稳定方便可调及准确定位；其不足之处是激光焊枪相对电弧焊枪的角度是固定的无法调节，三维调节机构体积较大。
专利CN102059459B中公开了一种激光-MIG复合焊接头微调机构，其特征是，包括连接调整架、水平微调装置、垂直微调装置和焊枪夹紧装置，连接调整架固定在连接有激光焊接头的机床支座上，水平微调装置安装在连接调整架上，垂直微调装置上有焊枪夹紧装置，水平微调装置与垂直微调装置连接，两者微调方向垂直……。其优点是通过旋转螺钉实现连接块微动，节约调节时间；螺距控制位移精度高；位移量刻度标定，直观可见；螺钉滑块结构，装夹稳定。其不足之处是，只能实现两维的位置调整，同时激光焊枪相对电弧焊枪的角度也是固定的无法调节。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光-电弧复合焊接头调节装置，使焊枪与激光束的相对位置实现三维坐标及角度的灵活调节，保证激光焊接头和焊枪处于最佳的相对位置，保证复合焊接质量和良好的成型效果。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：
一种激光-电弧复合焊接头调节装置，包括激光焊接头、弧焊枪、X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构及连接法兰，连接法兰与激光焊接头相连，角度调节板与X轴调节机构相连，角度调节板上设有两条同心的弧形长孔，弧形长孔内分别设有螺钉一和螺钉二，螺钉一和螺钉二分别与焊枪相连，螺钉一和螺钉二是沿焊枪的中心轴线分布的，调节焊枪相对于激光束的角度时，弧焊枪以焊丝尖端为中心旋转。
所述X轴调节机构是由X向滑动导轨、X向丝杠和X向滑块组成的丝杠滑块结构，X向滑块与角度调节板相连，X向丝杠端部设有X向调节旋钮，调节X向调节旋钮，实现弧焊枪的X向的手动调节。
所述Y轴调节机构是由Y向滑动导轨、Y向丝杠和Y向滑块组成的丝杠滑块结构，Y向滑块与X向滑动导轨相互垂直连接，Y向丝杠端部设有Y向调节旋钮，调节Y向调节旋钮，实现弧焊枪的Y向的手动调节
所述Z轴调节机构是由Z向滑动导轨、Z向丝杠和Z向滑块组成的丝杠滑块结构，Z向滑块与Y向滑动导轨是一体的，Z向丝杠端部设有Z向调节旋钮，调节Z向调节旋钮，实现弧焊枪的Z向的手动调节。
所述弧焊枪为TIG、MIG/MAG或等离子体焊枪中的一种。
所述激光焊接头的光源为CO2激光、YAG激光、光纤激光、碟片激光或半导体激光中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能将激光焊接头和弧焊枪灵活地连接在一起，能方便地调节弧焊枪相对于激光束的角度，还可稳定、精确地调节弧焊枪相对于激光束在X，Y，Z方向的位置，最终实现激光热源和弧焊热源的良好结合，对保证复合焊接质量和良好的成型效果具有重要意义。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3为本发明实施例的立体三维视角一结构示意图；
图4为本发明实施例的立体三维视角二结构示意图；
其中：1-弧焊枪  2-激光焊接头  3-X轴调节机构  4-Y轴调节机构   5-Z轴调节机构  6-连接法兰  7-角度调节板  8-弧形长孔  9-螺钉一  10-螺钉二   31-X向滑动导轨  32-X向丝杠  33-X向滑块  34-X向调节旋钮  41- Y向滑动导轨42- Y向丝杠  43- Y向滑块  44-Y向调节旋钮  51-Z向滑动导轨  52- Z向丝杠  53-Z向滑块  54-Z向调节旋钮
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1至图4，是本发明一种激光-电弧复合焊接头调节装置实施例结构示意图，包括激光焊接头2、弧焊枪1、X轴调节机构3、Y轴调节机构4、Z轴调节机构5及连接法兰6，连接法兰6与激光焊接头2相连，角度调节板7与X轴调节机构3相连，角度调节板7上设有两条同心的弧形长孔8，弧形长孔8内分别设有螺钉一9和螺钉二10，螺钉一9和螺钉二10分别与弧焊枪1相连，螺钉一9和螺钉二10是沿弧焊枪1的中心轴线分布的，调节弧焊枪1相对于激光束的角度时，弧焊枪1能以焊丝尖端为中心旋转，然后根据焊接需要确定离焦量的大小，并将激光束置于一个基准平面上，之后再确定弧焊枪的干伸长度。
X轴调节机构3是由X向滑动导轨31、X向丝杠32和X向滑块33组成的丝杠滑块结构，X向滑块33与角度调节板7相连，X向丝杠32端部设有X向调节旋钮34，调节X向调节旋钮34，实现弧焊枪的X向的前后手动调节，使焊丝与激光束置于同一平面，此平面与Y-Z平面平行。
Y轴调节机构4是由Y向滑动导轨41、Y向丝杠42和Y向滑块43组成的丝杠滑块结构，Y向滑块43与X向滑动导轨31相互垂直连接，Y向丝杠42端部设有Y向调节旋钮44，调节Y向调节旋钮44，实现弧焊枪的Y向的左右手动调节，调节复合焊接所需要的光丝间距。
Z轴调节机构5是由Z向滑动导51轨、Z向丝杠52和Z向滑块53组成的丝杠滑块结构，Z向滑块53与Y向滑动导轨41是一体的，Z向丝杠52端部设有Z向调节旋钮54，调节Z向调节旋钮54，实现弧焊枪的Z向的上下手动调节，使弧焊枪的尖端落到激光束所在的基准平面内。
实施例中弧焊枪为TIG、MIG/MAG或等离子体焊枪中的一种。激光焊接头的光源为CO2激光、YAG激光、光纤激光、碟片激光或半导体激光中的一种。

Claims (6)

1.一种激光-电弧复合焊接头调节装置，包括激光焊接头、弧焊枪、X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构及连接法兰，其特征在于，连接法兰与激光焊接头相连，角度调节板与X轴调节机构相连，角度调节板上设有两条同心的弧形长孔，弧形长孔内分别设有螺钉一和螺钉二，螺钉一和螺钉二分别与弧焊枪相连，螺钉一和螺钉二是沿弧焊枪的中心轴线分布的，调节弧焊枪相对于激光束的角度时，弧焊枪以焊丝尖端为中心旋转。
2.根据权利要求1所述的一种激光-电弧复合焊接头调节装置，其特征在于，所述X轴调节机构是由X向滑动导轨、X向丝杠和X向滑块组成的丝杠滑块结构，X向滑块与角度调节板相连，X向丝杠端部设有X向调节旋钮，调节X向调节旋钮，实现弧焊枪的X向的手动调节。
3.根据权利要求1所述的一种激光-电弧复合焊接头调节装置，其特征在于，所述Y轴调节机构是由Y向滑动导轨、Y向丝杠和Y向滑块组成的丝杠滑块结构，Y向滑块与X向滑动导轨相互垂直连接，Y向丝杠端部设有Y向调节旋钮，调节Y向调节旋钮，实现弧焊枪的Y向的手动调节。 
4.根据权利要求1所述的一种激光-电弧复合焊接头调节装置，其特征在于，所述Z轴调节机构是由Z向滑动导轨、Z向丝杠和Z向滑块组成的丝杠滑块结构，Z向滑块与Y向滑动导轨是一体的，Z向丝杠端部设有Z向调节旋钮，调节Z向调节旋钮，实现弧焊枪的Z向的手动调节。
5.根据权利要求1所述的一种激光-电弧复合焊接头调节装置，其特征在于，所述弧焊枪为TIG、MIG/MAG或等离子体焊枪中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种激光-电弧复合焊接头调节装置，其特征在于，所述激光焊接头的光源为CO2激光、YAG激光、光纤激光、碟片激光或半导体激光中的一种。 
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