一種軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備，涉及一種軸座類(lèi)工件焊接設(shè)備。提出了一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、操作方便且焊接效果好，并可高效清除焊接后附著在焊道及側(cè)壁上的焊渣的軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備。包括工作臺(tái)，用于夾持工件的三爪卡盤(pán)一、三爪卡盤(pán)二，所述工作臺(tái)上還連接有激光焊接設(shè)備，所述激光焊接設(shè)備包括激光頭支架、激光頭、送氣機(jī)構(gòu)、送絲機(jī)構(gòu)以及清渣刷。解決了窄間隙激光填絲焊后難以清渣，再次焊接時(shí)易產(chǎn)生層間未熔合、氣孔、側(cè)壁未熔合等缺陷，從而改善層間、側(cè)壁的焊接質(zhì)量。從而改善層間、側(cè)壁的焊接質(zhì)量。從而改善層間、側(cè)壁的焊接質(zhì)量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備


[0001]本技術(shù)涉及一種軸座類(lèi)工件焊接設(shè)備，尤其是一種軸座類(lèi)窄間隙激光填絲焊接設(shè)備。

技術(shù)介紹

[0002]在金屬材料的焊接領(lǐng)域，特別是礦山機(jī)械、航空航天、核電、船舶、汽車(chē)制造等設(shè)備制造，存在著針對(duì)于大型中厚壁構(gòu)件軸座類(lèi)工件中環(huán)形焊縫的焊接。
[0003]目前，對(duì)于中厚板材的焊接主要有手工焊、埋弧焊和氣體保護(hù)焊等方式，但常常會(huì)在焊縫區(qū)和熱影響區(qū)產(chǎn)生晶粒粗大的情況。窄間隙激光填絲焊接技術(shù)和傳統(tǒng)弧焊相比較，具有熱影響區(qū)小，焊接變形較小，焊接效率高，甚至可以進(jìn)一步的細(xì)化晶粒，達(dá)到提高接頭力學(xué)性能的作用等特點(diǎn)，尤其在大厚板焊接中的優(yōu)勢(shì)更加明顯。然而，對(duì)于軸座類(lèi)工件進(jìn)行焊接時(shí)，由于窄間隙激光填絲焊坡口較窄，焊接要求較為苛刻，對(duì)軸座類(lèi)工件的窄間隙激光焊接設(shè)備尚未研發(fā)，且焊接后附著在焊道及側(cè)壁的焊渣嚴(yán)重影響再次焊接時(shí)的焊接質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本技術(shù)針對(duì)以上問(wèn)題，提出了一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、操作方便且焊接效果好，并可高效清除焊接后附著在焊道及側(cè)壁上的焊渣的軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備。
[0005]本技術(shù)的技術(shù)方案為：所述軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備包括工作臺(tái)1，用于夾持工件的三爪卡盤(pán)一5、三爪卡盤(pán)二6，所述工作臺(tái)上還連接有激光焊接設(shè)備，所述激光焊接設(shè)備包括激光頭支架、激光頭10、送氣機(jī)構(gòu)11、送絲機(jī)構(gòu)12以及清渣刷13；
[0006]所述激光頭10固定連接在激光頭支架上，通過(guò)所述激光頭10向待焊接位置發(fā)出激光束14，所述送絲機(jī)構(gòu)12設(shè)置于激光頭10的一側(cè)，通過(guò)送絲機(jī)構(gòu)12將焊絲輸送至待焊接位置；
[0007]所述送氣機(jī)構(gòu)11包括與保護(hù)氣體連通的保護(hù)氣管，通過(guò)保護(hù)氣管向待焊接位置吹送保護(hù)氣體，所述清渣刷13與激光頭10相連接，并且清渣刷13與送絲機(jī)構(gòu)12分處在激光頭10的兩側(cè)。
[0008]所述送絲機(jī)構(gòu)12通過(guò)固定加強(qiáng)板一15與激光頭支架相連接；所述保護(hù)氣管以及清渣刷13均通過(guò)固定加強(qiáng)板二16與激光頭10的底部相連接。
[0009]所述保護(hù)氣體為Ar、CO2和He的一種氣體或多種混合氣。
[0010]所述清渣刷包括由硬質(zhì)合金制成的刷頭以及電機(jī)，所述電機(jī)與激光頭10相連接，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)刷頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)行清渣。
[0011]所述送絲機(jī)構(gòu)12與焊接方向的夾角呈銳角，采用前置送絲方式進(jìn)行焊接。
[0012]所述送絲機(jī)構(gòu)12與激光頭10發(fā)出的激光束的夾角在20～80
°
之間；所述激光束與保護(hù)氣管的夾角在20～80
°
之間。
[0013]所述激光束與工件表面呈斜角，其角度值在2～5
°
之間。
[0014]所述三爪卡盤(pán)一5和三爪卡盤(pán)二6之間還設(shè)有升降裝置一2、升降裝置二3以及托舉
裝置4，所述工作臺(tái)1上固定連接有沿其長(zhǎng)度方向設(shè)置的直線導(dǎo)軌101，所述升降裝置一2、升降裝置二3以及托舉裝置4均可滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌101上；
[0015]所述升降裝置一2包括升降臺(tái)一21、直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一22以及底座一23，所述底座一23可滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌101上，所述升降臺(tái)一21通過(guò)直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一22可升降的連接在底座一23的上方；所述升降臺(tái)一21上設(shè)有一對(duì)平行于工作臺(tái)長(zhǎng)度方向的承托桿；
[0016]所述升降裝置二3包括升降臺(tái)二31、直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)二32以及底座二33，所述底座二33可滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌101上，所述升降臺(tái)二31通過(guò)直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)二32可升降的連接在底座二33的上方；所述升降臺(tái)二31上設(shè)有多個(gè)平行于工作臺(tái)長(zhǎng)度方向的承托輪；
[0017]所述托舉裝置4包括托舉臺(tái)41、直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)三42以及托舉底座43，所述托舉底座43可滑動(dòng)的連接在直線導(dǎo)軌101上，所述托舉臺(tái)41通過(guò)直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)三42可升降的連接在托舉底座43的上方；所述托舉臺(tái)41上設(shè)有一對(duì)平行于工作臺(tái)長(zhǎng)度方向的直筒托輥以及一對(duì)垂直行于工作臺(tái)長(zhǎng)度方向的V形托輥。
[0018]所述軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備還包括行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒條102、三個(gè)行走齒輪103以及三個(gè)行走電機(jī)104；
[0019]所述齒條102平行于直線導(dǎo)軌101設(shè)置、且固定連接在工作臺(tái)上；三個(gè)行走電機(jī)104分別固定連接在底座一23、底座二33托舉底座43上，三個(gè)行走齒輪103分別連接在三個(gè)行走電機(jī)104的輸出軸上，并且三個(gè)行走齒輪103都與齒條保持嚙合。
[0020]本技術(shù)的有益效果在于：一、本專(zhuān)利技術(shù)在常規(guī)的窄間隙激光填絲焊接過(guò)程中，通過(guò)清渣刷與氣刀管作用于焊道，其中清渣刷直接作用于焊道及側(cè)壁，促使附著在焊道及側(cè)壁的焊渣剝落；此外，由于剝落的焊渣并不能脫離焊道，采用高壓的氣流或混合溶液將焊渣吹離焊道，借助氣動(dòng)壓力系統(tǒng)，按激光焊接板材的規(guī)律和特點(diǎn)，將高壓氣體或混合溶液，通過(guò)固定在激光器的可控管道系統(tǒng)輸送液體、氣體到達(dá)焊道處，可以避免多層焊接時(shí)層間未熔合的問(wèn)題，解決了窄間隙激光填絲焊后難以清渣，再次焊接時(shí)易產(chǎn)生層間未熔合、氣孔、側(cè)壁未熔合等缺陷，從而改善層間、側(cè)壁的焊接質(zhì)量。二、清渣刷和氣刀管能在窄間隙激光焊接的同時(shí)進(jìn)行清渣作業(yè)，將焊接之后焊后清渣合為一步，大大提高了焊接效率，能夠減少焊接板材清渣時(shí)間，提高多層焊接效率，清渣率可以達(dá)到90%以上。三、本專(zhuān)利技術(shù)采用高功率激光照射填絲使其熔化并與母材熔合在一起，克服了傳統(tǒng)激光自熔焊接工件裝配間隙容忍度小、焊接板材較薄等缺點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
[0021]圖1是本案中工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0022]圖2是本案中激光焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0023]圖3是本案的實(shí)施方式示意圖一，
[0024]圖4是本案的實(shí)施方式示意圖二，
[0025]圖5是本案中激光焊接設(shè)備的實(shí)施方式示意圖一，
[0026]圖6是本案中激光焊接設(shè)備的實(shí)施方式示意圖二，
[0027]圖7是本案中升降裝置一、升降裝置二、托舉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0028]圖8是本案中升降裝置一的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0029]圖9是本案中升降裝置二的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0030]圖10是本案中托舉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖中1是工作臺(tái)，2是升降裝置一，3是升降裝置二，4是托舉裝置，5是三爪卡盤(pán)一，6是三爪卡盤(pán)二，7是推頂裝置，8是軸座夾持件一，9是軸座件夾持件二，10是激光頭，11是送氣機(jī)構(gòu)，12是送絲機(jī)構(gòu)，13是清渣刷，14是激光束，15是固定加強(qiáng)板一，16是固定加強(qiáng)板二；
[0032]101是直線導(dǎo)軌；102是齒條，103是行走齒輪，104是行走電機(jī)；
[0033]21是升降臺(tái)一，22是直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一，23是底座一；31是升降臺(tái)二，32是直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)二，33是底座二；41是托舉臺(tái)，42是直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)三，43是托舉底座。
具體實(shí)施方式
[0034]為能清楚說(shuō)明本專(zhuān)利的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)具體實(shí)施方式，并結(jié)合其附圖，對(duì)本專(zhuān)利進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0035]本專(zhuān)利技術(shù)如圖1
?...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備，所述軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備包括工作臺(tái)（1），用于夾持工件的三爪卡盤(pán)一（5）、三爪卡盤(pán)二（6），其特征在于，所述工作臺(tái)上還連接有激光焊接設(shè)備，所述激光焊接設(shè)備包括激光頭支架、激光頭（10）、送氣機(jī)構(gòu)（11）、送絲機(jī)構(gòu)（12）以及清渣刷（13）；所述激光頭（10）固定連接在激光頭支架上，通過(guò)所述激光頭（10）向待焊接位置發(fā)出激光束（14），所述送絲機(jī)構(gòu)（12）設(shè)置于激光頭（10）的一側(cè)，通過(guò)送絲機(jī)構(gòu)（12）將焊絲輸送至待焊接位置；所述送氣機(jī)構(gòu)（11）包括與保護(hù)氣體連通的保護(hù)氣管，通過(guò)保護(hù)氣管向待焊接位置吹送保護(hù)氣體，所述清渣刷（13）與激光頭（10）相連接，并且清渣刷（13）與送絲機(jī)構(gòu)（12）分處在激光頭（10）的兩側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備，其特征在于，所述送絲機(jī)構(gòu)（12）通過(guò)固定加強(qiáng)板一（15）與激光頭支架相連接；所述保護(hù)氣管以及清渣刷（13）均通過(guò)固定加強(qiáng)板二（16）與激光頭（10）的底部相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備，其特征在于，所述保護(hù)氣體為Ar、CO2和He的一種氣體或多種混合氣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備，其特征在于，所述清渣刷包括由硬質(zhì)合金制成的刷頭以及電機(jī)，所述電機(jī)與激光頭（10）相連接，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)刷頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)行清渣。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備，其特征在于，所述送絲機(jī)構(gòu)（12）與焊接方向的夾角呈銳角，采用前置送絲方式進(jìn)行焊接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備，其特征在于，所述送絲機(jī)構(gòu)（12）與激光頭（10）發(fā)出的激光束的夾角在20～80
°
之間；所述激光束與保護(hù)氣管的夾角在20～80
°
之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸座窄間隙激光填絲焊接設(shè)備，其特征在于，所述激光束與工件表面呈斜角，其角度值在2～5
°
之間。8.根據(jù)權(quán)利要求...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：方榮超，張軍，樊宇，丁賀，安澤，范鵬，楊超，謝春雷，李永超，胡珍巧，張李祥，徐杰，陳正，楊勇，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：徐州徐工挖掘機(jī)械有限公司，
類(lèi)型：新型
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