本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種同步熱壓-激光焊的電阻熱壓裝置。

背景技術(shù)：

激光焊接技術(shù)具有高速、低變形、柔性化的特點(diǎn)，是最具有發(fā)展?jié)摿Φ暮附臃椒ㄖ?。但是激光器功率等?jí)、過(guò)程控制(焦點(diǎn)波動(dòng)、光束對(duì)中等)、裝配條件(裝配間隙、錯(cuò)邊等)以及材料的高反射率等諸多因素限制了其工程實(shí)際應(yīng)用范圍。因此希望利用其他方法的焊接特點(diǎn)來(lái)彌補(bǔ)激光焊接不足之處的復(fù)合焊接技術(shù)就成為各先進(jìn)國(guó)家的研究重點(diǎn),目前主要有：激光-電弧復(fù)合焊、激光-高頻感應(yīng)焊、激光-攪拌摩擦焊等，其中激光-電弧復(fù)合熱源焊接研究已獲成功,并在工程實(shí)際中初步實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。但是隨著汽車、飛行器制造中輕質(zhì)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)(如導(dǎo)彈鈦合金空氣舵的蒙皮-骨架等)的大量采用，對(duì)裝配精度、結(jié)合面寬度和焊縫穿透深度均有嚴(yán)格要求，焊接過(guò)程的同步加壓，焊縫形狀等就成為焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，非同步激光-電阻焊在焊接時(shí)，由于預(yù)熱和加壓不能同時(shí)施加，從而使得不能達(dá)到高效焊接效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種能夠同時(shí)同步預(yù)熱和加壓的同步熱壓-激光焊的電阻熱壓裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所要采用的技術(shù)方案是：一種同步熱壓-激光焊的電阻熱壓裝置，包括電源、控制設(shè)備、級(jí)數(shù)換接器、阻焊變壓器、焊接工作臺(tái)、加壓機(jī)構(gòu)和電極臂組，所述電源、級(jí)數(shù)換接器、阻焊變壓器和電極臂組依次電連接形成焊接回路，所述控制設(shè)備的一個(gè)控制端與級(jí)數(shù)換接器的輸入端連接，所述加壓機(jī)構(gòu)與所述電極臂組連接，所述控制設(shè)備控制加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)電極臂組向焊接試件施加壓力，所述焊接工作臺(tái)包括底板以及設(shè)置在底板上的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和滑臺(tái)機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)焊接試件往復(fù)運(yùn)動(dòng)。焊接回路對(duì)試件進(jìn)行預(yù)熱和電阻焊，同時(shí)，通過(guò)加壓機(jī)構(gòu)同步施加壓力，有利于焊接過(guò)程的順利進(jìn)行，保證焊接質(zhì)量。

進(jìn)一步，所述滑臺(tái)機(jī)構(gòu)包括滑臺(tái)、銅墊板和銅墊板電纜連接板，所述銅墊板設(shè)置在所述滑臺(tái)上，所述銅墊板電纜連接板一端與所述銅墊板連接，另一端與阻焊變壓器的次級(jí)通過(guò)電纜連接，所述滑臺(tái)與所述銅墊板之間設(shè)有一層絕緣板。采用滑臺(tái)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)試件在焊縫方向上的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)焊接，同時(shí)，在銅墊板與電極臂的不同配合情況下，在同一設(shè)備上可以實(shí)現(xiàn)單面焊和雙面焊，只需要簡(jiǎn)單調(diào)整一個(gè)電極臂的安裝位置即可，銅墊板電纜連接板用于銅墊板作為電極時(shí)與阻焊變壓器之間的電纜接線。

進(jìn)一步，為了為滑臺(tái)機(jī)構(gòu)提供移動(dòng)的動(dòng)力，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、伺服控制器、滾珠導(dǎo)軌和滾珠絲杠，所述滾珠導(dǎo)軌為兩個(gè)平行設(shè)置在所述底板上，所述滑臺(tái)安裝在所述滾珠導(dǎo)軌上，所述滾珠絲杠位于所述滾珠導(dǎo)軌之間且與所述滑臺(tái)連接，所述滾珠絲杠一端與所述伺服電機(jī)連接，所述伺服電機(jī)與所述伺服控制器和控制設(shè)備依次線路連接。動(dòng)力機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)，控制精確，進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。

進(jìn)一步，所述電極臂組包括兩個(gè)電極臂，所述電極臂包括電阻焊機(jī)頭、滾輪電極和電極電纜連接板，至少一個(gè)電極臂的電阻焊機(jī)頭與加壓機(jī)構(gòu)連接，所述滾輪電極和電極電纜連接板與所述電阻焊機(jī)頭連接。當(dāng)單面焊時(shí)，兩個(gè)電極臂左右對(duì)稱設(shè)置在銅墊板的上方，焊接試件位于電極臂和銅墊板之間，電極臂向下施加壓力將焊接試件壓在銅墊板上；當(dāng)為雙面焊時(shí)，兩個(gè)電極臂上下對(duì)稱設(shè)置在銅墊板的一側(cè)，試件位于兩電極臂之間，通過(guò)兩電極臂向試件施加壓力。

進(jìn)一步，所述加壓機(jī)構(gòu)包括汽缸和導(dǎo)向套筒，所述汽缸與所述控制設(shè)備連接，所述汽缸的推桿穿過(guò)導(dǎo)向套筒端部與所述電阻焊機(jī)頭連接。導(dǎo)向套筒對(duì)汽缸的推桿具有導(dǎo)向的作用，保證了汽缸推桿的直線度和位置精度，避免汽缸推桿在焊接過(guò)程中出現(xiàn)抖動(dòng)或偏移，保證了焊接質(zhì)量。

進(jìn)一步，為了實(shí)現(xiàn)加壓機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制，還包括電磁氣閥，所述控制設(shè)備的一個(gè)控制端通過(guò)所述電磁氣閥與所述汽缸連接?？刂圃O(shè)備通過(guò)控制電磁氣閥的打開或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)汽缸的加壓。

進(jìn)一步，為了便于電極臂組和加壓機(jī)構(gòu)的安裝，還包括夾具，所述夾具包括前后平行設(shè)置的兩個(gè)夾板，所述電極臂組位于所述兩個(gè)夾板之間，且所述導(dǎo)向套筒與所述夾板連接，所述夾板下端固定連接在所述底板上。

具體的，所述級(jí)數(shù)換接器采用可控硅，所述控制設(shè)備控制可控硅的導(dǎo)通角調(diào)整焊接電流。

進(jìn)一步，為了防止阻焊變壓器和電極臂在焊接過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)熱，影響焊接質(zhì)量，還包括用于冷卻的水路模塊，所述水路模塊經(jīng)過(guò)所述阻焊變壓器和電極臂組。采用循環(huán)水進(jìn)行冷卻，保證阻焊變壓器和電極臂正常工作。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種同步熱壓-激光焊的電阻熱壓裝置，將焊接電路系統(tǒng)預(yù)熱和加壓整合到一起，克服了非同步激光-電阻焊焊接時(shí)預(yù)熱和加壓不能同時(shí)施加的現(xiàn)象，從而提高了金屬材料對(duì)激光的吸收率、降低所需激光功率，改善焊縫結(jié)晶條件、減少氣孔、熱裂紋等缺陷，可廣泛應(yīng)用到鋁、鎂等高反射率的材料。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明最佳實(shí)施例的原理示意圖；

圖2是實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是電極臂組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是電極臂組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是電極臂組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是焊接工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是焊接工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、汽缸，2、導(dǎo)向套筒，3、電阻焊機(jī)頭，4、滾輪電極，5、電極電纜連接板，6、試件，7、銅墊板電纜連接板，8、滑臺(tái)，9、銅墊板，10、滾珠絲杠，11、伺服電機(jī)，12、滾珠導(dǎo)軌，13、夾板，14、底板。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。此圖為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

整個(gè)熱壓—激光焊焊接系統(tǒng)由可獨(dú)立工作的電阻熱壓裝置，即本發(fā)明的裝置，和可獨(dú)立工作的激光焊機(jī)器人組成。在實(shí)際焊接時(shí)，由激光焊機(jī)器人控制激光功率、離焦量等參數(shù)，由電阻熱壓裝置控制焊接速度、焊接電流、電極壓力等參數(shù)，保護(hù)氣體流量、各個(gè)焊接參數(shù)的輸入以及焊接開始和結(jié)束控制等由自制的集成中央控制器來(lái)完成。下面將根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題詳細(xì)說(shuō)明兩種電阻熱壓裝置的結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，本發(fā)明的一種同步熱壓-激光焊的電阻熱壓裝置，包括單向380V電源、控制設(shè)備、級(jí)數(shù)換接器、阻焊變壓器、焊接工作臺(tái)、加壓機(jī)構(gòu)、電極臂組和用于冷卻的水路模塊，所述單向380V電源、級(jí)數(shù)換接器、阻焊變壓器和電極臂組依次電連接形成焊接回路，焊接回路形成整個(gè)系統(tǒng)的供電部分，單向380V電源的輸入端還連接一開關(guān)，用于控制整個(gè)系統(tǒng)是否接通電源，所述控制設(shè)備的一個(gè)控制端與級(jí)數(shù)換接器的輸入端連接，所述加壓機(jī)構(gòu)與所述電極臂組連接，所述控制設(shè)備控制加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)電極臂組向焊接試件6施加壓力，所述水路模塊經(jīng)過(guò)所述阻焊變壓器和電極臂組等部分，以免發(fā)熱焊接。電極臂組、焊接工作臺(tái)和水路模塊共同組成了系統(tǒng)的機(jī)械部分。滾輪電極4和電極電纜連接板5可以從電阻焊機(jī)頭3上拆下單獨(dú)使用，以匹配單面焊和雙面焊的不同應(yīng)用。

具體地，本發(fā)明提供給的同步熱壓-激光焊的電阻熱壓系統(tǒng)，包括供電部分和機(jī)械部分兩部分；其中，所述供電部分包括：級(jí)數(shù)換接器、阻焊變壓器，供電部分采用單向380V電源，控制設(shè)備通過(guò)控制可控硅的導(dǎo)通角調(diào)整焊接電流，在變壓器的一次端子通過(guò)級(jí)數(shù)換接器調(diào)整確定阻焊變壓器的變比，通過(guò)阻焊變壓器的次級(jí)電纜將作為負(fù)載的滾輪電極4或者銅墊板電纜連接板7直接連接在變壓器的二次端子，通過(guò)滾輪電極4對(duì)試件6進(jìn)行預(yù)熱，銅墊板9降低焊接阻抗減少分流使焊接過(guò)程穩(wěn)定。所述機(jī)械部分包括電極臂組、焊接工作臺(tái)、水路模塊。下面分別根據(jù)單面焊和雙面焊詳細(xì)介紹兩個(gè)實(shí)施例。

實(shí)施例一：

如圖2-8所示，本發(fā)明的一種同步熱壓-激光焊的電阻熱壓裝置，主要應(yīng)用于單面焊，包括單向380V電源、控制設(shè)備、級(jí)數(shù)換接器、阻焊變壓器、焊接工作臺(tái)、加壓機(jī)構(gòu)、電極臂組和水路模塊，所述電源、級(jí)數(shù)換接器、阻焊變壓器和電極臂組依次電連接形成焊接回路，所述控制設(shè)備的一個(gè)控制端與級(jí)數(shù)換接器的輸入端連接，所述級(jí)數(shù)換接器采用可控硅，所述控制設(shè)備控制可控硅的導(dǎo)通角調(diào)整焊接電流，在阻焊變壓器的一次端通過(guò)級(jí)數(shù)換接器調(diào)整確定阻焊變壓器的變比。

所述焊接工作臺(tái)包括底板14以及設(shè)置在底板14上的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和滑臺(tái)機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)焊接試件6往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述滑臺(tái)機(jī)構(gòu)包括滑臺(tái)8、銅墊板9和銅墊板電纜連接板7，所述銅墊板9固定在所述滑臺(tái)8上，所述銅墊板電纜連接板7一端與所述銅墊板9的伸出端連接，另一端直接與阻焊變壓器的次級(jí)通過(guò)電纜連接，滑臺(tái)8采用不銹鋼板，降低焊接回路的感抗，不銹鋼板上面是銅墊板9及壓板，在鋼板與銅墊板9中間有一層絕緣板實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離。所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)11、伺服控制器、滾珠導(dǎo)軌12和滾珠絲杠10，在焊接工作臺(tái)的底板14上固定有平行設(shè)置的兩個(gè)滾珠導(dǎo)軌12，在兩個(gè)滾珠導(dǎo)軌12上安裝有滑臺(tái)8，所述滾珠絲杠10位于所述滾珠導(dǎo)軌12之間且與所述滑臺(tái)8連接，所述滾珠絲杠10一端安裝有所述伺服電機(jī)11，所述伺服電機(jī)11與所述伺服控制器和控制設(shè)備依次線路連接?？刂圃O(shè)備通過(guò)伺服電機(jī)11來(lái)驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)8在滾珠導(dǎo)軌12上往復(fù)移動(dòng)。

單面焊接時(shí)，所述電極臂組包括左右對(duì)稱分布的兩個(gè)電極臂，每個(gè)所述電極臂包括電阻焊機(jī)頭3、滾輪電極4和電極電纜連接板5，所述滾輪電極4和電極電纜連接板5與所述電阻焊機(jī)頭3連接，焊接時(shí)，滾輪電極4是轉(zhuǎn)動(dòng)的。加壓機(jī)構(gòu)為兩組，分別用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電極臂對(duì)試件6產(chǎn)生壓力，所述加壓機(jī)構(gòu)包括汽缸1、導(dǎo)向套筒2、電磁氣閥和夾具，所述控制設(shè)備的一個(gè)控制端通過(guò)所述電磁氣閥與所述汽缸1連接，所述汽缸1的推桿穿過(guò)導(dǎo)向套筒2端部與所述電阻焊機(jī)頭3連接；所述夾具包括前后平行設(shè)置的兩個(gè)夾板13，所述電極臂組位于所述兩個(gè)夾板13之間，且所述導(dǎo)向套筒2與所述夾板13連接，所述夾板13下端固定連接在所述底板14上。

單面焊時(shí)，兩個(gè)電阻焊機(jī)頭3分別安裝在左右電極臂上，兩個(gè)滾輪電極4在試件6同一側(cè)，單面焊配置時(shí)，焊接回路的接線方式為：阻焊變壓器的二次端子與焊接工作臺(tái)上的銅墊板電纜連接板7連接上。

焊接工作臺(tái)上的銅墊板9作為一端電極，與試件6、滾輪電極4構(gòu)成焊接回路，使試件6與銅墊板9以及滾輪電極4與試件6之間接觸電阻和試件6本身電阻產(chǎn)生電阻熱作為焊接熱源，同時(shí)，汽缸1通過(guò)控制設(shè)備來(lái)控制其輸出的動(dòng)力大小，所述加壓機(jī)構(gòu)用于在焊接過(guò)程中對(duì)左右滾輪電極4分別進(jìn)行加壓，左右電極滾輪分別對(duì)試件6進(jìn)行施壓，使試件6在兩電極的壓力下形成一定的接觸電阻，有利于焊接過(guò)程的順利進(jìn)行同時(shí)保證焊接質(zhì)量。

實(shí)施例二：

如圖9-10所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于電極臂的設(shè)置以及阻焊變壓器的接線不同，本發(fā)明的一種同步熱壓-激光焊的電阻熱壓裝置，主要應(yīng)用于雙面焊，包括單向380V電源、控制設(shè)備、級(jí)數(shù)換接器、阻焊變壓器、焊接工作臺(tái)、加壓機(jī)構(gòu)、電極臂組和水路模塊，電源輸入端接一控制通斷的開關(guān)。本實(shí)施例的電極臂的連接與實(shí)施例一有所不同，本實(shí)施例雙面焊時(shí)，左側(cè)的電阻焊機(jī)頭3、加壓汽缸1和導(dǎo)向套筒2的左電極臂被平移到左側(cè)的新位置上，右電極臂被拆下分解后將右電阻焊機(jī)頭3安裝在左電阻焊機(jī)頭3的下方，兩滾輪電極4在試件6的兩側(cè)。此時(shí)，阻焊變壓器的輸出端與電極臂組的兩個(gè)滾輪電極4連接，滾輪電極4同時(shí)起到加熱和加壓的作用。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)的工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。