本發(fā)明涉及焊接，特別涉及一種集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、為貫徹新發(fā)展理念，推進(jìn)橋梁工程建設(shè)新型工業(yè)化，一種總體成本可控、資源消耗少、低碳環(huán)保，并且施工方便、快速的密梁式h型鋼組合橋梁結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)出來。該橋型除了樁基，其余結(jié)構(gòu)均為鋼結(jié)構(gòu)或鋼混組合結(jié)構(gòu)，采用鋼箱及鋼管代替了原有混凝土結(jié)構(gòu)大量的施工模板，具有輕量化、簡單化、快速化的施工特點(diǎn)，在中小跨徑簡支橋梁中具有較大推廣價(jià)值。

2、在該型鋼組合橋建設(shè)過程中，會涉及到波折板(材料：q235b)與剪力釘梁(材料：355nhc)的焊接問題。由于橋梁在露天環(huán)境下進(jìn)行建設(shè)，會造成耐候鋼表面出現(xiàn)銹蝕、灰塵、油污等雜質(zhì)。同時(shí)在橋梁彎道處，為保證車輛行駛過程中的穩(wěn)定性，橋面會出現(xiàn)內(nèi)外高度差，會致使波折板與剪力釘梁出現(xiàn)位移，它們之間的焊縫處出現(xiàn)不大于8mm的間隙。如果不對這兩個(gè)問題進(jìn)行處理，會造成焊接效率低、焊接質(zhì)量差、焊接成型差等問題，致使焊縫質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，影響橋梁使用安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置及方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一方面，提供一種集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置，包括通過光纖相連的激光器、分光器以及激光振鏡；

4、所述激光器用于產(chǎn)生一束高能激光，所述高能激光通過所述光纖傳輸至所述分光器并由所述分光器將其一分為二；分光后的兩束激光通過所述光纖傳輸至所述激光振鏡并由所述激光振鏡輸出兩束不同激光掃描形狀的激光至待焊接工件。

5、作為優(yōu)選，所述分光器的內(nèi)部設(shè)有一塊半透鏡和一塊全反鏡，激光器產(chǎn)生的一束高能激光通過所述半透鏡分為激光束一和激光束二，所述激光束一直接進(jìn)入所述光纖并通過所述光纖傳輸至所述激光振鏡，所述激光束二通過全反鏡進(jìn)入所述光纖并通過所述光纖傳輸至所述激光振鏡。

6、作為優(yōu)選，所述半透鏡包括激光透光鏡片和設(shè)置在所述激光透光鏡片上的金屬點(diǎn)陣，通過調(diào)節(jié)所述金屬點(diǎn)陣的密度調(diào)節(jié)所述半透鏡的激光透過率和激光反射率。

7、作為優(yōu)選，所述激光透光鏡片采用石英制成，所述金屬點(diǎn)陣采用銅制成。

8、作為優(yōu)選，所述激光束一和所述激光束二的光強(qiáng)比例為3:7。

9、作為優(yōu)選，所述激光振鏡包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有電機(jī)一和電機(jī)二，所述電機(jī)一和所述電機(jī)二均通過傳動桿與全反鏡相連，且兩個(gè)電機(jī)上的全反鏡呈上下平行且相對設(shè)置。

10、作為優(yōu)選，所述激光振鏡的輸出端還設(shè)有保護(hù)鏡片。

11、另一方面，還提供一種集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接方法，采用上述任意一項(xiàng)所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置進(jìn)行焊接。

12、作為優(yōu)選，采用上述任意一項(xiàng)所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置對鋼橋波折板與剪力釘梁進(jìn)行焊接。

13、作為優(yōu)選，進(jìn)行焊接時(shí)，激光掃描頻率為50-150hz，單個(gè)圓圈直徑為10-20mm，激光功率為1000-2000w，電弧電流為200-350a，電壓為20-35v，焊接速度為4-10mm/s。

14、本發(fā)明的有益效果是：

15、本發(fā)明通過設(shè)置分光器使得輸入的激光被一分為二，其中一束激光負(fù)責(zé)焊縫的激光清洗，除去鐵銹、灰塵、油污、水分等雜質(zhì)，避免雜質(zhì)對焊縫成型和組織的影響，提升焊縫質(zhì)量；另一束激光負(fù)責(zé)與電弧復(fù)合對焊縫進(jìn)行焊接，增強(qiáng)焊縫如輸入和引導(dǎo)電弧，增加熔寬，實(shí)現(xiàn)了激光清洗和激光-電弧復(fù)合焊接于一體的功能，從而達(dá)到對鋼橋波折板與剪力釘梁焊縫進(jìn)行高質(zhì)量焊接的效果。

技術(shù)特征：

1.一種集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置，其特征在于，包括通過光纖相連的激光器、分光器以及激光振鏡；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置，其特征在于，所述分光器的內(nèi)部設(shè)有一塊半透鏡和一塊全反鏡，激光器產(chǎn)生的一束高能激光通過所述半透鏡分為激光束一和激光束二，所述激光束一直接進(jìn)入所述光纖并通過所述光纖傳輸至所述激光振鏡，所述激光束二通過全反鏡進(jìn)入所述光纖并通過所述光纖傳輸至所述激光振鏡。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置，其特征在于，所述半透鏡包括激光透光鏡片和設(shè)置在所述激光透光鏡片上的金屬點(diǎn)陣，通過調(diào)節(jié)所述金屬點(diǎn)陣的密度調(diào)節(jié)所述半透鏡的激光透過率和激光反射率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置，其特征在于，所述激光透光鏡片采用石英制成，所述金屬點(diǎn)陣采用銅制成。

5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任意一項(xiàng)所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置，其特征在于，所述激光束一和所述激光束二的光強(qiáng)比例為3:7。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置，其特征在于，所述激光振鏡包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有電機(jī)一和電機(jī)二，所述電機(jī)一和所述電機(jī)二均通過傳動桿與全反鏡相連，且兩個(gè)電機(jī)上的全反鏡呈上下平行且相對設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置，其特征在于，所述激光振鏡的輸出端還設(shè)有保護(hù)鏡片。

8.一種集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置進(jìn)行焊接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置對鋼橋波折板與剪力釘梁進(jìn)行焊接。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接方法，其特征在于，進(jìn)行焊接時(shí)，激光掃描頻率為50-150hz，單個(gè)圓圈直徑為10-20mm，激光功率為1000-2000w，電弧電流為200-350a，電壓為20-35v，焊接速度為4-10mm/s。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種集激光清洗與激光電弧復(fù)合焊于一體的焊接裝置及方法，所述焊接裝置包括通過光纖相連的激光器、分光器以及激光振鏡；所述激光器用于產(chǎn)生一束高能激光，所述高能激光通過所述光纖傳輸至所述分光器并由所述分光器將其一分為二；分光后的兩束激光通過所述光纖傳輸至所述激光振鏡并由所述激光振鏡輸出兩束不同激光掃描形狀的激光至待焊接工件。本發(fā)明能夠?qū)︿摌虿ㄕ郯迮c剪力釘梁焊縫進(jìn)行高質(zhì)量焊接，為新型橋梁結(jié)構(gòu)的施工提供技術(shù)支持。

技術(shù)研發(fā)人員：孟云飛,郭糠,陳輝,謝宇輝,余千禧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西南交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30