CN107717476A - 一种新型激光‑电弧复合焊机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种新型激光‑电弧复合焊机，包括支座、剪切机构、压紧导向机构、焊接机构和废料车，剪切机构设于支座的传动侧中心位置，焊接机构设于支座的操作侧中心位置，压紧导向机构分为带钢头部压紧导向装置和带钢尾部压紧导向装置，分别设于支座的入口侧和出口侧，支座顶面设有直线导轨，带钢头部压紧导向装置和带钢尾部压紧导向装置的底部与直线导轨相配置，沿直线导轨移动，废料车设于支座下方，与剪切机构相对应。本发明降低了对带钢拼缝间隙的要求，可实现0.1mm～6.5mm带钢焊接。
Description
技术领域
本发明属于带钢焊接的技术领域，尤其涉及一种新型激光-电弧复合焊机。
背景技术
焊机作为冷轧工艺中的主要设备之一，主要承担着迅速连接带头和带尾、实现带钢无头轧制的作用,对确保冷轧生产线稳定运行极为重要。
激光焊机具有焊接钢种的范围广、焊缝质量好、焊缝处没有超厚、焊接时不产生噪音和粉尘污染等优点，是目前冶金行业最先进的带钢焊接设备。激光焊机可焊接带厚0.8mm～6.5mm的碳钢、合金钢、高强钢、硅钢、不锈钢等，广泛应用于镀锌线、退火线、检查线、酸洗线、连轧线及酸洗连轧线等。
传统激光焊机对带钢剪切质量要求很高，并且对待焊带钢间拼缝间隙要求很高，否则容易造成漏焊或焊缝咬边缺陷。对于厚度小于0.8mm的带钢，由于拼缝精度难以保障，所以采用激光对接焊难度很大。对于厚度0.8mm～6.5mm的带钢，需要采用高精剪剪切，否则无法满足激光焊接要求。本发明提供一种新型激光-电弧复合焊机，降低了剪切装置的精度，采用对接焊和搭接焊两种焊接方法，可以实现厚0.1mm～6.5mm的带钢焊接。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种新型激光-电弧复合焊机及焊接方法，降低了对带钢拼缝间隙的要求。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种新型激光-电弧复合焊机，其特征在于，包括支座、剪切机构、压紧导向机构、焊接机构和废料车，所述剪切机构设于所述支座的传动侧中心位置，所述焊接机构设于支座的操作侧中心位置，所述压紧导向机构分为带钢头部压紧导向装置和带钢尾部压紧导向装置，所述带钢头部压紧导向装置设于支座的入口侧，所述带钢尾部压紧导向装置设于支座的出口侧，支座顶面设有直线导轨，带钢头部压紧导向装置和带钢尾部压紧导向装置的底部与所述直线导轨相配置，沿直线导轨移动，所述废料车设于支座下方，与剪切机构相对应。
按上述方案，所述剪切机构包括剪切驱动装置、上剪装置和下剪装置，所述上剪装置为左右对称设置的两个圆盘刀片，所述剪切驱动装置与两个圆盘刀片相联，所述下剪装置包括左右对称设置的入口侧刀片和出口侧刀片，所述入口侧刀片与所述带钢头部压紧导向装置相连，所述出口侧刀片固定于所述支座的出口侧。
按上述方案，所述带钢头部压紧导向装置包括入口支撑块、焊接支撑块、入口压紧上夹钳，所述入口支撑块底部与所述直线导轨相配置，所述入口侧刀片安设于入口支撑块内侧面，所述焊接支撑块设于入口支撑块顶部前端，所述入口压紧上夹钳固定于所述支座的入口侧。
按上述方案，所述带钢尾部压紧导向装置包括出口压紧上夹钳、出口上抬板和拼缝装置，所述出口压紧上夹钳和出口上抬板底部均与所述直线导轨相配置，所述拼缝装置推动出口压紧上夹钳和出口上抬板沿直线导轨移动。
按上述方案，所述拼缝装置包括设于所述支座出口侧的伺服液压缸、线性位移传感器和比例阀，所述线性位移传感器与所述比例阀相连，比例阀与伺服液压缸相连，控制伺服液压缸的启停。
按上述方案，所述焊接机构包括焊接装置和传动装置，所述焊接装置包括激光电弧复合焊接头、激光器、冷水机和电弧焊机，所述激光电弧复合焊接头固定于所述传动装置上，所述激光器、冷水机和电弧焊机均设于所述支座操作侧的地坪上，所述传动装置包括传动电机、滚珠丝杠、传动块和传动导轨，所述传动电机固定于所述入口侧上夹钳上，所述滚珠丝杠与传动电机的输出轴相联，传动块与滚珠丝杠相连，所述传动导轨固定于入口侧上夹钳上，传动块底部与传动导轨相配置。
按上述方案，所述激光器采用光纤激光器。
本发明的有益效果是：1、提供一种新型激光-电弧复合焊机及焊接方法，设备重量轻，占地面积小，成本低，可行性强，采用激光-电弧复合焊接技术，降低了对带钢拼缝间隙的要求，对于厚度为0.1mm～0.8mm的带钢，采用搭接复合焊工艺，对于厚度为0.8mm～6.5mm的带钢，采用对接复合焊工艺，焊缝能满足过轧机轧制的要求，可实现0.1mm～6.5mm的带钢焊接；2、当激光***故障时，自带的电焊机可实现电弧焊接，避免全线停机，造成更大的损失。
附图说明
图1为本发明一个实施例的正视图。
图2为本发明一个实施例的侧视图。
其中：1-支座；2-废料车；3-圆盘刀片；4-入口侧刀片；5-出口侧刀片；6-入口支撑块；7-焊接支撑块；8-入口压紧上夹钳，9-出口压紧上夹钳，10-出口上抬板，11-拼缝装置，12-激光电弧复合焊接头，13-传动电机，14-滚珠丝杠，15-传动块，16-传动导轨。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1、图2所示，一种新型激光-电弧复合焊机，包括支座1、剪切机构、压紧导向机构、焊接机构和废料车，支座两侧沿带钢运行方向分为入口侧和出口侧，沿带钢径向分为传动侧和操作侧，剪切机构设于支座的传动侧中心位置，焊接机构设于支座的操作侧中心位置，压紧导向机构分为带钢头部压紧导向装置和带钢尾部压紧导向装置，带钢头部压紧导向装置设于支座的入口侧，带钢尾部压紧导向装置设于支座的出口侧，支座顶面设有直线导轨，带钢头部压紧导向装置和带钢尾部压紧导向装置的底部与直线导轨相配置，沿直线导轨移动，废料车设于支座下方，与剪切机构相对应，收集剪切废钢。
剪切机构包括剪切驱动装置、上剪装置和下剪装置，所上剪装置为左右对称设置的两个圆盘刀片3，剪切驱动装置与两个圆盘刀片相联，驱动圆盘刀片对带钢进行剪切，剪切驱动装置可为液压缸，下剪装置包括左右对称设置的入口侧刀片4和出口侧刀片5，入口侧刀片与带钢头部压紧导向装置相连，出口侧刀片固定于支座的出口侧，入口侧刀片和出口侧刀片均为长方形结构。
带钢头部压紧导向装置包括入口支撑块6、焊接支撑块7、入口压紧上夹钳8，入口支撑块底部与直线导轨相配置，入口侧刀片安设于入口支撑块内侧面，随入口支撑块沿带钢运行方向移动，焊接支撑块设于入口支撑块顶部前端，入口压紧上夹钳固定于支座的入口侧。
带钢尾部压紧导向装置包括出口压紧上夹钳9、出口上抬板10和拼缝装置11，出口压紧上夹钳和出口上抬板底部均与直线导轨相配置，拼缝装置推动出口压紧上夹钳和出口上抬板沿直线导轨移动。
拼缝装置包括设于所述支座出口侧的伺服液压缸、线性位移传感器和比例阀，线性位移传感器与所述比例阀相连，比例阀与伺服液压缸相连，控制伺服液压缸的启停，使出口压紧上夹钳及出口上抬板能够精确停在焊接位。
焊接机构包括焊接装置和传动装置，焊接装置包括激光电弧复合焊接头12、激光器、冷水机和电弧焊机，激光电弧复合焊接头固定于传动装置上，激光器、冷水机和电弧焊机均设于支座操作侧的地坪上，传动装置包括传动电机13、滚珠丝杠14、传动块15和传动导轨16，传动电机固定于入口侧上夹钳上，滚珠丝杠与传动电机的输出轴相联，传动块与滚珠丝杠相连，传动导轨固定于入口侧上夹钳上，传动块底部与传动导轨相配置。
激光器采用光纤激光器和柔性导光***，当采用激光电焊焊接工艺焊接带钢时，电焊机和激光器同时工作；当采用电弧焊焊接工艺时，电弧焊机单独工作。
对接焊焊接过程；焊机机构处于初始位，入口压紧上夹钳和出口压紧上夹钳松开，入口支撑块处于入口侧的初始位，上剪装置位于传动侧，激光电弧复合焊接头位于操作侧；带头带尾进入剪切区域，带头带尾对中(机组完成)；入口压紧上夹钳和出口压紧上夹钳分别下压压紧带头带尾；上剪装置向操作侧运动剪切带头带尾，并返回传动侧；入口支撑块向出口移至焊接位，焊接支撑块移至焊接头下方；出口压紧拼缝装置驱动出口压紧上夹钳和出口上抬板向入口移动至对接焊接位，带头带尾形成对接拼缝；传动电机驱动滚珠丝杠传动，驱动激光电弧复合焊接头沿传动导轨向传动侧运动，激光器和电弧焊机启动完成焊接；入口压紧上夹钳和出口压紧上夹钳松开，激光电弧复合焊接头返回操作侧；废料车运送废料，焊接完成。
搭接焊焊接过程；焊机机构处于初始位，入口压紧上夹钳和出口压紧上夹钳松开，入口支撑块处于入口侧的初始位，上剪装置位于传动侧，激光电弧复合焊接头位于操作侧；带头带尾进入剪切区域，带头带尾对中(机组完成)；入口压紧上夹钳和出口压紧上夹钳分别下压压紧带头带尾；上剪装置向操作侧运动剪切带头带尾，并返回传动侧；入口支撑块向出口侧移至焊接位，焊接支撑块移至焊接头下方；出口上抬板夹紧带钢钢尾，出口压紧上夹钳松开；拼缝装置驱动出口压紧上夹钳和出口上抬板向入口侧移动至搭接焊接位；出口压紧上夹钳压下，带头带尾有小搭接量；传动电机驱动滚珠丝杠传动，驱动激光电弧复合焊接头沿传动导轨向传动侧运动，激光器和电弧焊机启动完成焊接；入口压紧上夹钳和出口压紧上夹钳打开，激光电弧复合焊接头返回操作侧；废料车运送废料，焊接完成。
Claims (7)
1.一种新型激光-电弧复合焊机，其特征在于，包括支座、剪切机构、压紧导向机构、焊接机构和废料车，所述剪切机构设于所述支座的传动侧中心位置，所述焊接机构设于支座的操作侧中心位置，所述压紧导向机构分为带钢头部压紧导向装置和带钢尾部压紧导向装置，所述带钢头部压紧导向装置设于支座的入口侧，所述带钢尾部压紧导向装置设于支座的出口侧，支座顶面设有直线导轨，带钢头部压紧导向装置和带钢尾部压紧导向装置的底部与所述直线导轨相配置，沿直线导轨移动，所述废料车设于支座下方，与剪切机构相对应。
2.根据权利要求1所述的一种新型激光-电弧复合焊机，其特征在于，所述剪切机构包括剪切驱动装置、上剪装置和下剪装置，所述上剪装置为左右对称设置的两个圆盘刀片，所述剪切驱动装置与两个圆盘刀片相联，所述下剪装置包括左右对称设置的入口侧刀片和出口侧刀片，所述入口侧刀片与所述带钢头部压紧导向装置相连，所述出口侧刀片固定于所述支座的出口侧。
3.根据权利要求2所述的一种新型激光-电弧复合焊机，其特征在于，所述带钢头部压紧导向装置包括入口支撑块、焊接支撑块、入口压紧上夹钳，所述入口支撑块底部与所述直线导轨相配置，所述入口侧刀片安设于入口支撑块内侧面，所述焊接支撑块设于入口支撑块顶部前端，所述入口压紧上夹钳固定于所述支座的入口侧。
4.根据权利要求3所述的一种新型激光-电弧复合焊机，其特征在于，所述带钢尾部压紧导向装置包括出口压紧上夹钳、出口上抬板和拼缝装置，所述出口压紧上夹钳和出口上抬板底部均与所述直线导轨相配置，所述拼缝装置推动出口压紧上夹钳和出口上抬板沿直线导轨移动。
5.根据权利要求4所述的一种新型激光-电弧复合焊机，其特征在于，所述拼缝装置包括设于所述支座出口侧的伺服液压缸、线性位移传感器和比例阀，所述线性位移传感器与所述比例阀相连，比例阀与伺服液压缸相连，控制伺服液压缸的启停。
6.根据权利要求4所述的一种新型激光-电弧复合焊机，其特征在于，所述焊接机构包括焊接装置和传动装置，所述焊接装置包括激光电弧复合焊接头、激光器、冷水机和电弧焊机，所述激光电弧复合焊接头固定于所述传动装置上，所述激光器、冷水机和电弧焊机均设于所述支座操作侧的地坪上，所述传动装置包括传动电机、滚珠丝杠、传动块和传动导轨，所述传动电机固定于所述入口侧上夹钳上，所述滚珠丝杠与传动电机的输出轴相联，传动块与滚珠丝杠相连，所述传动导轨固定于入口侧上夹钳上，传动块底部与传动导轨相配置。
7.根据权利要求6所述的一种新型激光-电弧复合焊机，其特征在于，所述激光器采用光纤激光器。
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