TWI796125B - 管件雷射焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種管件雷射焊接方法，係主要提供二預焊管件進行自動化對接焊接，其包含一雷射焊接裝置建置步驟、一上料步驟、一第一焊接步驟、一第二焊接步驟、一第三焊接步驟及一復歸對正步驟，藉由上述各步驟將該二預焊管件的對接處焊接區分為三次行程，以一雷射組件配合一反射組件，提供該二預焊管件一貫自動化對接焊接，來降低管件對接焊接時所需要花費的時間，據以增加其生產加工速度。

Description

管件雷射焊接方法
本發明涉及一種雷射焊接，尤指一種可以自動化管件雷射焊接的方法及其裝置。
按，工廠在焊接圓形管件時，因為圓形管件不好加工的特性，習知焊接管件都是現場人員手持焊槍對著接縫處旋轉繞一圈焊接，但是使用人工作為主力的焊接會使焊道不平整、不均勻且造成氣孔使焊件脆化等問題，因此實有需要進行改善。
緣此，鑑於上述習知焊接管件之問題點，於是本發明人乃窮極心思開發出一種管件雷射焊接方法，故本發明之主要目的：在於增加對接焊接效率的一種管件雷射焊接方法；本發明之次要目的：在於提高生產品質的一種管件雷射焊接方法；本發明之再一目的：在於適用於不同直徑之圓管焊接。
本發明為達上述目的，運用如下技術手段： 一種管件雷射焊接方法，係包含有：一雷射焊接裝置建置步驟，係建置一雷射組件及一反射組件，其中該雷射組件設有一第一旋轉軸，而該反射組件具有一第二旋轉軸；一上料步驟，係將二預焊管件上料並將其對接處放置於該雷射組件下方並固定之，且使該反射組件環繞該二預焊管件對接處的周圍；一第一焊接步驟，係該雷射組件以該第一旋轉軸從其垂直軸順時針旋轉70度後投射一雷射光於該二預焊管件對接處，又該雷射組件以該第二旋轉軸進行 逆時針旋轉焊接該二預焊管件對接處成一第一焊道；一第二焊接步驟，係該雷射組件續以該第一旋轉軸順時針擺動一第一角度，使該雷射光投射至該反射組件後，再反射至該二預焊管件之另一角度對接處，同時該雷射組件及其第一旋轉軸、該反射組件同步以該第二旋轉軸作順時針旋轉連動，以進行焊接該二預焊管件對接處成一第二焊道；一第三焊接步驟，係該雷射組件續以該第一旋轉軸逆時針擺動一第二角度，使該雷射光投射至該反射組件後，再反射至該二預焊管件之再一角度對接處，同時該雷射組件及其第一旋轉軸、該反射組件同步以該第二旋轉軸作順時針連動旋轉，以進行焊接該二預焊管件對接處成一第三焊道；及一復歸對正步驟，係該雷射組件續以第一旋轉軸順時針擺動一第三角度，使該雷射組件恢復起始位置。
上述該雷射組件的第三角度設為45度~60度。
上述該雷射組件的第一角度設為45度~60度，又該雷射組件的第二角度設為60度~70度。
上述該雷射組件的最大擺動角度設為120度~160度。
上述該反射組件另包含有一第一鏡組及一第二鏡組，且在該第二焊接步驟使用該第一鏡組以進行雷射光反射，而在該第三焊接步驟使用該第二鏡組以進行雷射光反射。
上述該第一鏡組及該第二鏡組具有一角度位置關係，且該角度位置關係設為120度~150度。
本發明運用上述技術手段，可以達成如下功效：
1.本發明藉由將該二預焊管件的對接處之焊接行程分為三次行程的一貫自動化焊接，降低焊接時所需要花費的時間，據以增加生產加工速度。
2.本發明藉由將焊接形成自動化，依焊件的材質和大小控制適合不同的焊接時間和速度，全部電腦控制，有效提升焊接完成後的品質。
3.本發明將二預焊管件固定於該雷射組件下方，適用於不同管徑尺寸之預焊管件的焊接作業。
A:管件雷射焊接方法
a:雷射焊接裝置建置步驟
b:上料步驟
c:第一焊接步驟
d:第二焊接步驟
e:第三焊接步驟
f:復歸對正步驟
1:雷射組件
12:雷射光
2:反射組件
21:第一鏡組
22:第二鏡組
3:第二旋轉軸
31、31a、31b、31c:第一旋轉軸
4:預焊管件
θ:擺動角度
θ1:第一角度
θ2:第二角度
θ3:第三角度
z:垂直軸
W1:第一焊道
W2:第二焊道
W3:第三焊道
〔圖1〕本發明管件雷射焊接方法之流程步驟。
〔圖2〕本發明管件雷射焊接方法之初始示意圖。
〔圖3〕本發明第一焊接步驟之焊接路徑示意圖。
〔圖4〕本發明第二焊接步驟之轉動第一角度示意圖。
〔圖5〕本發明第二焊接步驟之焊接路徑示意圖。
〔圖6〕本發明第三焊接步驟之轉動第二角度示意圖。
〔圖7〕本發明第三焊接步驟之焊接路徑示意圖。
〔圖8〕本發明管件雷射焊接方法之復歸對正步驟示意圖。
請參閱圖1所示，關於本發明管件雷射焊接方法A，係包含有：一雷射焊接裝置建置步驟a、一上料步驟b、一第一焊接步驟c、一第二焊接步驟d、一第三焊接步驟e及一復歸對正步驟f；茲將上述構件配合圖式說明如後。
上述該雷射焊接裝置建置步驟a，如圖2及圖3所示，係建置一雷射組件1及一反射組件2，其中該雷射組件1具有一第一旋轉軸31並具有一擺動角度θ，又該反射組件2在其中心軸上設有一第二旋轉軸3且其向量座標為[x,y]；又其中該反射組件2設有一第一鏡組21及一第二鏡組22，且該第一鏡組21及該第二鏡組22具有一角度位置關係，而該角度位置關係以該第二旋轉軸3為中心，設該第一鏡組21及該第二鏡組22之間夾角為120度~150度。
進一步，上述該雷射組件1的最大擺動角度θ設為120度~160度之間並與其垂直軸z對稱，本發明較佳實施例為該擺動角度θ為140度，又其中該雷射組件1以垂直軸z左右互相對稱各70度。
上述該上料步驟b，如圖2所示，係將二預焊管件4上料並將其對接處放置於該雷射組件1下方並固定之，且使該反射組件2的第一鏡組21及第二鏡組22環繞該二預焊管件4對接處的周圍，且該雷射組件1以該第二旋轉軸3順時針轉動該擺動角度θ為70度後待機。
上述該第一焊接步驟c，如圖3所示，係開啟該雷射組件1的一雷射光12直接投射於該二預焊管件4對接處，又該雷射組件1以該第二旋轉軸3逆時鐘旋轉該擺動角度θ為140度並進行第一次局部對接焊接作業形成一第一焊道W1，且該反射組件2也同步以該第二旋轉軸3轉動該擺動角度θ為140度。
上述該第二焊接步驟d，如圖4及圖5所示，係關閉該雷射組件1，該雷射組件1續以該第一旋轉軸31a順時針擺動一第一角度θ1，使該雷射組件1能夠對準該第一鏡組21而避開該二預焊管件4來投射雷射光12，且該第一旋轉軸31a向量座標為[x1,y1]，其中該第一角度θ1設為45度~60度，而較佳實施角度為45度，又該第一鏡組21及該第二鏡組22此時保持不動；再啟動該雷射光12投射該 第一鏡組21後反射至該二預焊管件4之另一角度對接處，同時該雷射組件1、第一旋轉軸31a、該反射組件2同步以該第二旋轉軸3順時針轉動該擺動角度θ為60度~70度以進行第二次局部對接焊接作業形成一第二焊道W2，而較佳實施角度為70度，此時該第一旋轉軸由31a移至31b。
上述該第三焊接步驟e，如圖6及圖7所示，係再關閉該雷射組件1，該雷射組件1續以該第一旋轉軸31b逆時針擺動一第二角度θ2，使該雷射組件1能夠對準該第二鏡組22而避開該二預焊管件4來投射雷射光12，此時該第一旋轉軸31b向量座標為[x2,y2]，其中該第二角度θ2設為60度~70度之間，而較佳實施角度為70度，而該第一鏡組21及該第二鏡組22此時保持不動，再啟動該雷射光12投射該第二鏡組22後反射至該二預焊管件4之再一角度對接處，同時該雷射組件1、該第一旋轉軸31b、該反射組件2同步以該第二旋轉軸3順時鐘轉動該擺動角度θ為60度~70度之間以進行第三次局部對接焊接作業形成一第三焊道W3，而較佳實施角度為70度，此時該第一旋轉軸由31b移至31c。
上述該復歸對正步驟f，如圖8所示，係該雷射組件1以該第一旋轉軸31c順時鐘擺動一第三角度θ3，此時該第一旋轉軸31c向量座標為[x3,y3]，其中該第三角度θ3為45度~60度之間，而較佳實施角度為45度，使該雷射組件1對正於該第一旋轉軸31c之軸心上，進而使該雷射組件1恢復起始位置。
茲將上述該雷射組件1的作動方式、該反射組件2的作動方式整理如底下表1：
Figure 111103705-A0305-02-0006-4
Figure 111103705-A0305-02-0007-3
因此，本發明提供一種管件雷射焊接方法A之較佳解決方法，如圖1至圖3及表1所示，其主要將該二預焊管件4的對接處放置該雷射組件1的下方固定後，使該雷射組件1的雷射光12投射於該二預焊管件4後進行第一次局部焊接。
然後，如圖4、圖5及表1所示，該雷射組件1以該第一旋轉軸31a擺動該第一角度θ1，使該雷射光12投射於該第一鏡組21後反射至該二預焊管件4之另一對接處，同時該雷射組件1及其第一旋轉軸31a、該反射組件2以該第二旋轉軸3旋轉，並對該二預焊管件4的對接處之另一角度進行第二次局部焊接，其中該第一旋轉軸31a移至該第一旋轉軸31b。
然後，如圖6、圖7及表1，又該雷射組件1再以該第一旋轉軸31b擺動該第二角度θ2，使該雷射光12投射於該第二鏡組22後反射至該第二預焊管件4之再一對接處，同時該雷射組件1及及其第一旋轉軸31b、該反射組件2以該第二旋轉軸3旋轉，其中該第一旋轉軸31b移至該第一旋轉軸31c，並對該二預焊管件4的對接處之再一角度進行第三次局部焊接，如此便完成一次對接焊接行程。
最後，如圖8及表1，該雷射組件1續以該第一旋轉軸31c擺動該第三角度θ3，使該雷射組件1復歸起始位置，以利於下次焊接作業。
藉由上述本發明管件雷射焊接方法的步驟流程，可以將原需要耗費大量的人力和時間的管件對接處之焊接使其一貫自動化焊接，據以提升管件對接焊接作業的生產加工速度和提高生產品質，且能適應不同尺寸之預焊管件4，並精準控制焊接位置而提升其對接焊接的品質。
綜上所述，本發明係關於一種「管件雷射焊接方法」，且其方法均未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合專利申請要件，懇請 鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱；需陳明者，以上所述乃是本專利申請案之具體實施例及所運用之技術原理，若依本專利申請案之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本專利申請案之範圍內，合予陳明。
A:管件雷射焊接方法
a:雷射焊接裝置建置步驟
b:上料步驟
c:第一焊接步驟
d:第二焊接步驟
e:第三焊接步驟
f:復歸對正步驟

Claims (6)

  1. 一種管件雷射焊接方法，係包含有：一雷射焊接裝置建置步驟，係建置一雷射組件及一反射組件，其中該雷射組件設有一第一旋轉軸，而該反射組件具有一第二旋轉軸；一上料步驟，係將二預焊管件上料並將其對接處放置於該雷射組件下方並固定之，且使該反射組件環繞該二預焊管件對接處的周圍；一第一焊接步驟，係該雷射組件以該第一旋轉軸從其垂直軸順時針旋轉70度後投射一雷射光於該二預焊管件對接處，又該雷射組件以該第二旋轉軸進行逆時針旋轉焊接該二預焊管件對接處成一第一焊道；一第二焊接步驟，係該雷射組件續以該第一旋轉軸順時針擺動一第一角度，使該雷射光投射至該反射組件後，再反射至該二預焊管件之另一角度對接處，同時該雷射組件及其第一旋轉軸、該反射組件同步以該第二旋轉軸作順時針旋轉連動，以進行焊接該二預焊管件對接處成一第二焊道；一第三焊接步驟，係該雷射組件續以該第一旋轉軸逆時針擺動一第二角度，使該雷射光投射至該反射組件後，再反射至該二預焊管件之再一角度對接處，同時該雷射組件及其第一旋轉軸、該反射組件同步以該第二旋轉軸作順時針連動旋轉，以進行焊接該二預焊管件對接處成一第三焊道；及一復歸對正步驟，係該雷射組件續以第一旋轉軸順時針擺動一第三角度，使該雷射組件恢復起始位置。
  2. 如請求項1所述管件雷射焊接方法，其中該雷射組件的第三角度設為45度~60度。
  3. 如請求項1所述管件雷射焊接方法，其中該雷射組件的第一角度設為45度~60度，又該雷射組件的第二角度設為60度~70度。
  4. 如請求項1所述管件雷射焊接方法，其中該雷射組件的最大擺動角度設為120度~160度。
  5. 如請求項1所述管件雷射焊接方法，其中該反射組件另包含有一第一鏡組及一第二鏡組，且在該第二焊接步驟使用該第一鏡組以進行雷射光反射，而在該第三焊接步驟使用該第二鏡組以進行雷射光反射。
  6. 如請求項5所述管件雷射焊接方法，其中該第一鏡組及該第二鏡組具有一角度位置關係，且該角度位置關係設為120度~150度。
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