CN211028552U - 焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种焊接设备用于将相对设置的第一焊件和第二焊件进行焊接，所述焊接设备包括：工作台，所述第二焊件设于所述工作台；装夹治具，所述装夹治具连接于所述工作台，所述第一焊件装夹于所述装夹治具，且所述第一焊件和所述第二焊件之间固定有焊料；激光模块，所述激光模块连接于所述工作台，并与所述焊料或所述第二焊件对应设置；以及冷却***，所述冷却***设于所述装夹治具，并与所述第一焊件相接，以对所述第一焊件进行冷却。本实用新型技术方案可以提高焊件在焊接后的强度和塑性，避免出现脆断。

Description

焊接设备

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，特别涉及一种焊接设备。

背景技术

聚晶金刚石刀具(PCD刀具)作为一种超硬刀具广泛应用于切削加工领域。通常，在将两个工件焊接时，例如，在焊接PCD刀具的刀柄和PCD刀头时，一般都是通过钎焊将激光热源照射于熔点较高的刀柄部分，由热传递至焊料而将刀柄和PCD刀头进行焊接。然而，由于在焊接过程中两工件部分的温度都较高，热量传递至PCD刀头部分后，容易出现石墨化现象，从而导致PCD刀头的强度和塑性显著降低，进而在使用过程中容易引起PCD刀头脆断。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种焊接设备，旨在提高焊件在焊接后的强度和塑性，避免出现脆断。

为实现上述目的，本实用新型提出的焊接设备，用于将相对设置的第一焊件和第二焊件进行焊接，其特征在于，所述焊接设备包括：

工作台，所述第二焊件设于所述工作台；

装夹治具，所述装夹治具连接于所述工作台，所述第一焊件装夹于所述装夹治具，且所述第一焊件和所述第二焊件之间固定有焊料；

激光模块，所述激光模块连接于所述工作台，并与所述焊料或所述第二焊件对应设置；以及

冷却***，所述冷却***设于所述装夹治具，并与所述第一焊件相接，以对所述第一焊件进行冷却。

可选地，所述装夹治具包括定位板，所述定位板具有容纳空间，所述第一焊件的一端固定于所述容纳空间，所述冷却***包括设于所述定位板的水冷模块，所述水冷模块与所述第一焊件相接。

可选地，所述水冷模块包括沿所述定位板侧壁周向设置的多个通水孔，多个所述通水孔均与所述容纳空间相连通。

可选地，所述定位板的材质为金属导热材料。

可选地，所述焊接设备还包括保护模块，所述保护模块包括盒体，所述盒体罩盖所述第一焊件和所述第二焊件，所述盒体内充设有保护气体，所述盒体开设有透光孔，所述激光模块发出的光线穿过所述透光孔照射于所述焊料或所述第二焊件。

可选地，所述装夹治具还包括多个夹紧块，多个所述夹紧块活动连接于所述定位板，多个所述夹紧块与所述定位板之间围合形成所述容纳空间；

且/或，所述装夹治具还包括可拆卸连接于所述定位板的盖板，所述第一焊件一端固定于所述容纳空间内，另一端穿过所述盖板伸出于所述容纳空间外。

可选地，所述焊接设备还包括与所述装夹治具相对设置的辅助治具，所述装夹治具固定于所述工作台，所述辅助治具可活动地连接于所述工作台，所述第二焊件装夹于所述辅助治具。

可选地，所述焊接设备包括第一平移组件和第二平移组件，所述第一平移组件活动连接于所述工作台，所述第二平移组件活动连接于所述第二平移组件，所述第二平移组件、所述第三平移组件均于水平方向运动，所述辅助治具连接于所述第二平移组件；

且/或，所述焊接设备包括第三平移组件和升降组件，所述第三平移组件位于所述工作台的上方，并于水平方向运动，所述升降组件活动连接于所述第三平移组件，并于上下方向运动，所述激光模块连接于所述升降组件。

可选地，所述焊接设备还包括安装于所述工作台的旋转机构，所述装夹治具和所述辅助治具均连接于所述旋转机构，以使所述第一焊件和所述第二焊件在所述旋转机构的带动下进行转动。

可选地，所述焊接设备还包括视觉检测模块，所述视觉检测模块活动连接于所述工作台的上方，以对焊接过程进行检测。

本实用新型技术方案，焊接设备主要用于将相对设置的第一焊件和第二焊件进行焊接。通过将装夹治具连接于工作台，而第一焊件装夹于装夹治具，便可以使第一焊件与设于工作台的第二焊件保持相对固定，同时使焊料也可以夹持在第一焊件和第二焊件之间保持固定，而激光模块连接于工作台，使得发出的焊接激光对应照射于焊料或者第二焊件，由激光热源的热量传递至焊料并将焊料熔化，从而将第一焊件和第二焊件进行焊接固。通过将冷却***设于装夹治具而与第一焊件连通，因此当激光焊接产生的高温由焊料或者第二焊件传递至第一焊件时，可由冷却***对第一焊件进行冷却，从而确保第一焊件在焊接过程可以处于低温状态，进而有效避免第一焊件出现石墨化现象，大大提高了第一焊件的强度和塑性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型焊接设备一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本实用新型焊接设备另一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型焊接设备又一实施例的结构示意图；

图5为图4中B处的局部放大图；

图6为本实用新型焊接设备焊接的原理图，其中，图中虚线箭头方向表示激光射出方向；

图7为本实用新型装夹治具与旋转机构的安装结构示意图；

图8为本实用新型焊接设备的装夹治具装夹第一焊件后的结构示意图；

图9为图8的另一视角视图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“且/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A且/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

结合参照图1、图2和图6，本实用新型提出一种焊接设备，用于将相对设置的第一焊件200和第二焊件300进行焊接。

在本实用新型实施例中，该焊接设备包括：

工作台10，所述第二焊件300设于所述工作台10；

装夹治具201，所述装夹治具201连接于所述工作台10，所述第一焊件200装夹于所述装夹治具201，且所述第一焊件200和所述第二焊件300之间固定有焊料400；

激光模块30，所述激光模块30连接于所述工作台10，并与所述焊料400或所述第二焊件300对应设置；以及

冷却***50，所述冷却***50设于所述装夹治具201，并与所述第一焊件200相接，以对所述第一焊件200进行冷却。

其中，第一焊件200的材质可以是硬质合金，或者是聚晶金刚石等，第二焊件300可以是钢基体，或者是硬质合金材质。本实施例中，第一焊件200的熔点低于第二焊件300的熔点，且第一焊件200和第二焊件300的熔点均高于焊料400的熔点，在焊接过程中，激光热源的热量由第二焊件300传递至焊料400而将焊料400熔化，完成第一焊件200和第二焊件300的焊接。

本申请中第一焊件200与第二焊件300之间形成有缝隙，焊料400被夹持固定于第一焊件200和第二焊件300之间的缝隙中。装夹治具201具有夹紧和定位作用，一方面，将待焊接的第一焊件200和第二焊件300进行固定，保证焊接的过程不会松动，另一方面，可将第一焊件200和第二焊件300准确定位，确保焊接后不出现尺寸偏差，焊缝平整美观。焊料400可以是钎焊熔剂，焊料400是为保证钎焊过程顺利进行并获得牢固的钎焊接头，其材质可以是松香钎剂、徽化锌钎剂，或者硼砂等。

激光模块30可以设于第二焊件300或者焊料400的正上方，由激光模块30发出的激光热源照射第二焊件300或者焊料400而将焊料400熔化，从而使第一焊件200和第二焊件300相固定，如此避免将激光热源直接照射于第一焊件200，从而避免第一焊件200局部温度过高而出现石墨化现象。具体地，激光模块30包括激光器和激光振镜，激光器可以是光纤激光器，激光器发射的激光经过激光振镜反射后射出，而经过反射后的激光通过聚焦透镜聚光后投射于焊料400或者第二焊件300，以将焊料400熔化而焊接第一焊件200和第二焊件300。

应当说明，本申请冷却***50既可以是位于装夹治具201内部而与装夹治具201形成为一体，也可以位于装夹治具201外部，在焊接时，利用相接的冷却***50对第一焊件200进行降温，确保第一焊件200温度不会过高。

因此，本实用新型技术方案通过将装夹治具201连接于工作台10，而第一焊件200装夹于装夹治具201，便可以使第一焊件200与设于工作台10的第二焊件300保持相对固定，同时使焊料400也可以夹持在第一焊件200和第二焊件300之间保持固定，而激光模块30连接于工作台10，使得发出的焊接激光对应照射于焊料400或者第二焊件300，由激光热源的热量传递至焊料400并将焊料400熔化，从而将第一焊件200和第二焊件300进行焊接固。通过将冷却***50设于装夹治具201而与第一焊件200连通，因此当激光焊接产生的高温由焊料400或者第二焊件300传递至第一焊件200时，可由冷却***50对第一焊件200进行冷却，从而确保第一焊件200在焊接过程可以处于低温状态，进而有效避免第一焊件200出现石墨化现象，大大提高了第一焊件200的强度和塑性。

请结合参照图1、图2、图8和图9，在本申请一实施例中，所述装夹治具201包括定位板21，所述定位板21具有容纳空间，所述第一焊件200的一端固定于所述容纳空间，所述冷却***50包括设于所述定位板21的水冷模块，所述水冷模块与所述第一焊件200相接。

具体地，定位板21可以是方形板体，容纳空间凹陷形成于定位板21的一表面，第一焊件200的一端嵌入于容纳空间并贴合于容纳空间的侧壁，如此使第一焊件200与定位板21保持固定，在焊接过程中不会晃动。而通过设置水冷模块与第一焊件200相接，便可以对第一焊件200进行水冷降温，水冷的方式能及时带走第一焊件200表面的热量，而且冷却散热的效率高，效果明显，大大提高焊接后的连接强度。

一实施例中，参照图8、图9，所述水冷模块包括沿所述定位板21侧壁周向设置的多个通水孔211，多个所述通水孔211均与所述容纳空间相连通。本实施例中，通过设置通水孔211连通容纳空间，因此可利用通水孔211注入冷却水(如冰水)至容纳空间内，从而与位于容纳空间内的第一焊件200接触并进行热交换，冷却水将第一焊件200的热量带走，如此降低第一焊件200的温度。而设置的多个通水孔211构成注水与排水的冷却循环***，当冷却水进行热交换后，能将温度较高的冷却水即使排走，进一步增加第一焊件200的换热效率。当然了，在其它实施例中，水冷模块也可以是设于定位板21的通水管，利用通水管将冷却水排至第一焊件200一端，从而进行冷却。

在本申请的另外一实施例中，所述定位板21的材质为金属导热材料。例如可以是铜、铝等。如此设置，使得定位板21本身构成介质导热模块，从而使第一焊件200产生的高温能经由定位板21传递而被及时带走，使得第一焊件200的导热效果更好。

一实施例中，结合参照图4、图5，本申请中焊接设备还包括保护模块60，所述保护模块60包括盒体61，所述盒体61罩盖所述第一焊件200和所述第二焊件300，所述盒体61内充设有保护气体，所述盒体61开设有透光孔611，所述激光模块30发出的光线穿过所述透光孔611照射于所述焊料400或所述第二焊件300。具体地，保护气体可以是惰性气体，例如氩气，在焊接时，激光模块30发射的激光穿过透光孔611后，再透过盒体61内的保护气体进行焊接，此时由于第一焊件200和第二焊件300四周均被保护气体包围，使得第一焊件200和第二焊件300不容易被氧化，进一步提高焊接后的强度。

在本申请一实施例中，参照图8、图9，所述装夹治具201还包括多个夹紧块22，多个所述夹紧块22活动连接于所述定位板21，多个所述夹紧块22与所述定位板21之间围合形成所述容纳空间；且/或，所述装夹治具201还包括可拆卸连接于所述定位板21的盖板23，所述第一焊件200一端固定于所述容纳空间内，另一端穿过所述盖板23伸出于所述容纳空间外。

具体地，所述定位板21的表面凹设有多个滑槽212，多个所述滑槽212均与容纳空间相连通，一所述夹紧块22对应嵌入于一所述滑槽212内，并可沿所述滑槽212的延伸方向滑动。在实际应用中，可根据第一焊件200的不同直径来调整夹紧块22与安装板配合形成的容纳空间的大小，即，可先将第一焊件200对接于定位板21，而后通过滑动夹紧块22与第一焊件200抵接，使得第一焊件200被夹持固定，之后可利用螺钉等连接件将夹紧块22与定位板21相固定。如此设置，能够根据第一焊件200的不同直径尺寸来灵活调整容纳空间的大小，使得装夹治具201的适用范围更宽广，方便用户灵活选择。

盖板23的外形可以设计为圆形，盖板23与定位板21连接后，贴合于定位板21的一表面，可以理解，通过设置盖板23，使得第一焊件200一端固定于容纳空间后从盖板23穿出，一方面，使第一焊件200装夹后与装夹治具201连接更加稳定，进一步确保不会因松动而影响焊缝的平整与美观性；另一方面，盖板23贴合于定位板21的表面能对定位板21形成防护，可以有效避免灰尘等杂质进入到容纳空间以及滑槽212内，避免影响装夹治具201的定位精度。

本申请的一实施例中，参照图1至图3，所述焊接设备还包括与所述装夹治具201相对设置的辅助治具202，所述装夹治具201固定于所述工作台10，所述辅助治具202可活动地连接于所述工作台10，所述第二焊件300装夹于所述辅助治具202。具体地，在装夹时，可先将第一焊件200装夹固定于装夹治具201，并保持相对固定，而后将第二焊件300装夹固定于辅助治具202，并通过活动调节辅助治具202使得第二焊件300与第一焊件200相对应，从而将焊料400夹持固定于第一焊件200与第二焊件300之间。该装夹方式可以通过移动辅助治具202与装夹治具201错位而获得操作空间，装夹操作方式较为简单，可以提高生产效率，同时通过单方面移动辅助治具202对焊料400夹持的方式，也大大降低了操作的难度。

应当说明的是，本实施例中，辅助治具202可以与装夹治具201为相同的结构，即，辅助治具202也可以是利用定位板21和夹紧块22配合的方式对第二焊件300进行装夹固定，由此能够根据第二焊件300的不同直径尺寸来灵活调整，适用范围广。

请结合参照图1至图4，本申请焊接设备包括第一平移组件91和第二平移组件92，所述第一平移组件91活动连接于所述工作台10，所述第二平移组件92活动连接于所述第二平移组件92，所述第二平移组件92、所述第三平移组件93均于水平方向运动，且运动方向相垂直，所述辅助治具202连接于所述第二平移组件92；且/或，所述焊接设备包括第三平移组件93和升降组件94，所述第三平移组件93位于所述工作台10的上方，并于水平方向运动，所述升降组件94活动连接于所述第三平移组件93，并于上下方向运动，所述激光模块30连接于所述升降组件94。

具体地，第一平移组件91包括第一电机和传动连接于第一电机的第一丝杆组件，由此通过第一电机转动而带动连接于第一丝杆组件的第二平移组件92进行直线运动；第二平移组件92可以是KK模组，如此，辅助治具202连接于第二平移组件92后，可由第一平移组件91带动于工作台10的台面竖向直线运动，同时由第二平移组件92带动于工作台10的台面横向直线运动，由此完成第二焊件300与第一焊件200的定位和夹紧过程。

第三平移组件93包括第二电机和传动连接于第二电机的第二丝杆组件，升降组件94包括驱动气缸，由此激光模块30可通过第三平移组件93和升降组件94于工作台10的上方进行移动，并通过平移和升降运动而调整与焊料400和第二焊件300之间的距离，完成对焦过程，以此提高焊接质量。

一实施例中，参照图3，所述焊接设备还包括视觉检测模块70，所述视觉检测模块70活动连接于所述工作台10的上方，并对应于所述第一焊接与所述第二焊件300的焊接处。视觉检测模块70是图像摄取装置，具体可以是CCD检测仪，能通过机器视觉产品(即图像摄取装置)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理***，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像***对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。通过设置视觉检测模块70，可以实时监测焊接动作过程，以保证焊接时对位准确，提高焊接的质量。本实施例中，视觉检测模块70连接于升降组件94，如此，视觉检测模块70可以与激光模块30进行同步运动，以更加方便地对焊接过程进行检测。

本申请一实施例中，结合参照图7，所述焊接设备还包括安装于所述工作台10的旋转机构80，所述装夹治具201和辅助治具202均连接于所述旋转机构80，以使所述第一焊件200和所述第二焊件300在所述旋转机构80的带动下进行转动。

具体地，旋转机构80可以是DD直驱电机，其输出力矩较大。通过将装夹治具201和辅助治具202连接旋转机构80，使得旋转机构80带动装夹治具201和辅助治具202转动，从而使第一焊件200与第二焊件300在焊接过程中保持同步转动，如此焊料400可以均匀分布开来，使第一焊接与第二焊件300的相接处焊接更加稳定，焊接后的受力较为均匀，焊接强度和塑性更好，不易发生脆断。

本申请在焊接时，先将第一焊件200通过装夹治具201固定于工作台10，之后将第二焊件300装夹于辅助治具202，并通过移动辅助治具202与装夹治具201对位准确，使焊料400夹持固定；而后利用视觉检测模块70检测定位焊接位置的精度，当检测合格后，启动旋转机构80，使第一焊件200和第二焊件300同步转动，最后移动激光模块30与焊料400或第二焊件300对位，控制发射激光热源透过保护气体熔化焊料400，完成焊接过程。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种焊接设备，用于将相对设置的第一焊件和第二焊件进行焊接，其特征在于，所述焊接设备包括：

工作台，所述第二焊件设于所述工作台；

装夹治具，所述装夹治具连接于所述工作台，所述第一焊件装夹于所述装夹治具，且所述第一焊件和所述第二焊件之间固定有焊料；

激光模块，所述激光模块连接于所述工作台，并与所述焊料或所述第二焊件对应设置；以及

冷却***，所述冷却***设于所述装夹治具，并与所述第一焊件相接，以对所述第一焊件进行冷却。

2.如权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述装夹治具包括定位板，所述定位板具有容纳空间，所述第一焊件的一端固定于所述容纳空间，所述冷却***包括设于所述定位板的水冷模块，所述水冷模块与所述第一焊件相接。

3.如权利要求2所述的焊接设备，其特征在于，所述水冷模块包括沿所述定位板侧壁周向设置的多个通水孔，多个所述通水孔均与所述容纳空间相连通。

4.如权利要求2所述的焊接设备，其特征在于，所述定位板的材质为金属导热材料。

5.如权利要求2所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接设备还包括保护模块，所述保护模块包括盒体，所述盒体罩盖所述第一焊件和所述第二焊件，所述盒体内充设有保护气体，所述盒体开设有透光孔，所述激光模块发出的光线穿过所述透光孔照射于所述焊料或所述第二焊件。

6.如权利要求2至5任意一项所述的焊接设备，其特征在于，所述装夹治具还包括多个夹紧块，多个所述夹紧块活动连接于所述定位板，多个所述夹紧块与所述定位板之间围合形成所述容纳空间；

且/或，所述装夹治具还包括可拆卸连接于所述定位板的盖板，所述第一焊件一端固定于所述容纳空间内，另一端穿过所述盖板伸出于所述容纳空间外。

7.如权利要求2至5任意一项所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接设备还包括与所述装夹治具相对设置的辅助治具，所述装夹治具固定于所述工作台，所述辅助治具可活动地连接于所述工作台，所述第二焊件装夹于所述辅助治具。

8.如权利要求7所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接设备包括第一平移组件和第二平移组件，所述第一平移组件活动连接于所述工作台，所述第二平移组件活动连接于所述第二平移组件，所述第二平移组件、所述第一平移组件均于水平方向运动，所述辅助治具连接于所述第二平移组件；

且/或，所述焊接设备包括第三平移组件和升降组件，所述第三平移组件位于所述工作台的上方，并于水平方向运动，所述升降组件活动连接于所述第三平移组件，并于上下方向运动，所述激光模块连接于所述升降组件。

9.如权利要求7所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接设备还包括安装于所述工作台的旋转机构，所述装夹治具和所述辅助治具均连接于所述旋转机构，以使所述第一焊件和所述第二焊件在所述旋转机构的带动下进行转动。

10.如权利要求1至5任意一项所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接设备还包括视觉检测模块，所述视觉检测模块活动连接于所述工作台的上方，以对焊接过程进行检测。

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