專利名稱：V型絲工業(yè)濾網(wǎng)及其激光加工工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)過濾領域中大量應用的V型絲網(wǎng)及其制備工藝，具體地說是一種 激光切割、焊接制造的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)及其激光加工工藝。
背景技術：
國內傳統(tǒng)過濾工業(yè)上應用較多的是由金屬絲編織的金屬絲網(wǎng)。由于固態(tài)顆粒(催 化劑、分子篩和各種濾料)與絲網(wǎng)的接觸面積大，顆粒容易堵塞，受壓后會折曲，造成昂貴的 媒介物損耗，甚至使裝置無法操作，維修也較困難。為解決上述技術難題，澳大利亞Johnson公司和比利時的Trislot公司先后研發(fā) 制造出了一種V型絲網(wǎng)。這種網(wǎng)的加工工藝首先采用擠壓拉拔的方式，得到各種規(guī)格的倒 三角形狀的絲，然后將這些絲采用接觸式電阻焊接的方式固定在與絲的軸線呈90度的支 撐柵格上，得到過濾絲網(wǎng)。采用這種加工制造得到的絲網(wǎng)能夠保證濾網(wǎng)的表面與固態(tài)顆粒 只有兩點接觸，避免了堵塞和卡住的情況發(fā)生，大大提高了過濾的效果。這種V型絲網(wǎng)的缺 點在于接觸式電阻焊消耗能源巨大，焊點質量不穩(wěn)定，網(wǎng)絲縫隙精度誤差不易控制，且傳統(tǒng) 的平面V型絲濾網(wǎng)式采用先焊接成圓筒形，再展平的方法得到的，其表面平整度由于其先 天制作工藝的不足，無法得到很好的保證。并且，由于采用旋轉式焊接方式和加工設備的限 制，大平面V型絲網(wǎng)和大口徑V型絲網(wǎng)筒的生產(chǎn)甚至無法完成，難以獲得高標準、高質量、全 系列的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)。

發(fā)明內容
發(fā)明目的本發(fā)明提供了具有更高焊接強度、更精確的絲網(wǎng)縫隙精度、結構更為合 理的新一代V型絲工業(yè)濾網(wǎng)，并同時提供該網(wǎng)的全新的激光加工工藝，其目的是解決以往 的濾網(wǎng)平整度不足、網(wǎng)絲縫隙精度誤差大的問題和以往的濾網(wǎng)焊接工藝消耗能源巨大、焊 點質量不穩(wěn)定、網(wǎng)絲縫隙精度誤差不易控制以及無法在大平面V型絲網(wǎng)和大口徑V型絲網(wǎng) 筒的生產(chǎn)上應用的問題。技術方案本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的
一種V型絲工業(yè)濾網(wǎng)，其特征在于所述濾網(wǎng)包括支撐架和截面為三角形的濾絲，支撐 架與濾絲的軸線方向相互垂直形成交錯的網(wǎng)狀結構；所述支撐架為帶有“V’形齒槽的齒形 結構，所述濾絲的一角插入齒槽內與齒槽嚙合形成整體。所述支撐架為平直形支撐架或圓形支撐架。濾絲與平直形支撐架的齒槽嚙合形成平板形濾網(wǎng)或濾絲與圓形支撐架的齒槽嚙 合形成圓筒形濾網(wǎng)。所述圓形支撐架為齒槽在內環(huán)面的內牙支撐架或齒槽在外環(huán)面的外牙支撐架。如上所述的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的激光加工工藝，其特征在于所述工藝的具體步驟 如下
①、采用拉絲模擠壓拉拔的方式，得到符合行業(yè)應用規(guī)格的，截面為三角形的濾絲；②、利用高能量密度激光束聚焦精確切割的方法，得到與濾絲相嚙合的齒形支撐架；
③、采用工裝夾具，將濾絲固定在齒形支撐架的齒槽里面；濾絲的軸線方向與支撐架呈90度方向配置；
④、將高能量密度的激光束聚焦到濾絲與支撐架的齒槽之間相結合部位的兩側，使得 該部分的濾絲與齒槽的金屬材質由于激光聚焦所形成的高溫場，瞬時熔融之后并迅速冷卻 硬化，將濾絲和支撐架焊接為一體?！阿凇辈襟E中所述的利用高能量密度激光束聚焦精確切割的方法步驟為首先根 據(jù)濾絲的剖面形狀，利用CAD制圖，得到與之相嚙合的V型齒槽的尺寸并加以適量的尺寸補 償以利于后續(xù)焊接工藝的執(zhí)行，然后根據(jù)設計要求確定相鄰齒槽之間的距離以及支撐架的 總長度，并且確定支撐架所采用的材料和厚度，待上述參數(shù)確定完畢后，將產(chǎn)品的CAD轉化 為激光切割機能夠識別的數(shù)控加工代碼，然后，根據(jù)支撐架齒槽形狀、所用選材及其厚度， 在激光切割機上選用相應的激光波長、頻率、功率以及合適的聚焦透鏡、離焦距離、行走速 度等進行切割?！阿堋辈襟E中利用光纖將激光器產(chǎn)生的激光束導入到可以在三維空間自由運動的 激光焊接頭，經(jīng)過精確聚焦的高能量激光束沿著濾絲和齒槽的嚙合部位運動，實現(xiàn)激光焊 接。激光器采用的波長是1064納米，激光焊接頭的運動軌跡是借助六軸聯(lián)動機械手 來實現(xiàn)的。“③”步驟中工裝夾具包括導向平臺、壓緊螺母、壓板和卡具底座；首先將濾絲按照 設計間距要求置于平整度高的導向平臺上，然后依次將齒形支撐架的V型齒槽向下扣到濾 絲上面，待全部濾絲與支撐架上的齒槽嚙合以后，調節(jié)壓緊螺母，由于與導向平臺下表面緊 密貼合的卡具底座不動，使得壓板緊緊壓在支撐架的上部，使濾絲和齒槽實現(xiàn)了精確定位。在激光焊接的同時，在焊接點部位通入惰性氣體作為載氣。優(yōu)點及效果
本發(fā)明提供一種V型絲工業(yè)濾網(wǎng)及其激光加工工藝，所述濾網(wǎng)包括支撐架和截面為三 角形的濾絲，支撐架與濾絲的軸線方向相互垂直形成交錯的網(wǎng)狀結構；所述支撐架為帶有 “V’形齒槽的齒形結構，所述濾絲的一角插入齒槽內與齒槽嚙合形成整體。本發(fā)明具有以下有益效果和優(yōu)點
1. 更高質量的焊接強度。本發(fā)明采用的是雙面激光焊接工藝，也就是在支撐架齒槽 的兩側都進行了激光熔融焊接，較之傳統(tǒng)的單點電阻接觸焊接，焊接面積更大，從而得到更 高質量的焊接強度。2. 提高了 V型絲網(wǎng)縫隙精確度。本發(fā)明采用了激光切割齒形支撐架的方式，然 后將V型絲固定于切割好的齒槽內，初步保證了網(wǎng)絲的縫隙間距；較之傳統(tǒng)的旋轉纏繞式 焊接方式，在本發(fā)明中激光焊接的過程中，又特別采用了工裝夾具定位，使得網(wǎng)絲不會由于 熱變形導致縫隙誤差而加大。3. 更高的表面平整度。傳統(tǒng)的平面V型絲濾網(wǎng)式采用先焊接成圓筒形，再展平 的方法得到的，其表面平整度由于其先天制作工藝的不足，無法得到很好的保證。本發(fā)明在 采用激光加工新工藝進行平面V型絲濾網(wǎng)的制作過程中不存在先纏繞后展平的工藝，因此 從加工工藝的角度來看，更為合理，從而保證了更高的表面平整度。
4.可以制作大平面V型絲工業(yè)濾網(wǎng)和大口徑V型絲網(wǎng)筒。本發(fā)明采用全新激光 切割和焊接工藝，摒棄傳統(tǒng)纏繞式電阻接觸焊接方式，從而使得V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的尺寸規(guī) 格不會因為生產(chǎn)設備的原因受到任何限制。較之于傳統(tǒng)的制作方式，本發(fā)明的工藝技術可 以制作大平面V型絲工業(yè)濾網(wǎng)和大口徑V型絲網(wǎng)筒。



圖1為本發(fā)明中新一代平面V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的結構示意圖； 圖2為本發(fā)明中新一代V型絲工業(yè)濾網(wǎng)內網(wǎng)筒的結構示意圖； 圖3為本發(fā)明中新一代V型絲工業(yè)濾網(wǎng)外網(wǎng)筒的結構示意圖； 圖4為本發(fā)明中V型絲的剖面示意圖； 圖5為本發(fā)明中激光切割平面濾網(wǎng)的齒形支撐架結構主視圖； 圖6為本發(fā)明中激光切割內濾網(wǎng)桶的齒形支撐架結構主視圖； 圖7為本發(fā)明中激光切割外濾網(wǎng)桶的齒形支撐架結構主視圖； 圖8為本發(fā)明中采用夾具固定后，進行激光焊接作業(yè)時的主視圖； 圖9為本發(fā)明中采用夾具固定后，進行激光焊接作業(yè)時的俯視圖； 圖10為本發(fā)明中采用夾具固定后，進行激光焊接作業(yè)時的左視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的描述
如圖1所示，本發(fā)明提供一種V型絲工業(yè)濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)包括支撐架1和截面為三角形 的濾絲2，支撐架1與濾絲2的軸線方向相互垂直形成圖9所示的交錯的網(wǎng)狀結構；所述支 撐架1為帶有“V’形齒槽3的齒形結構，所述濾絲2的一角插入齒槽3內與齒槽3嚙合形 成整體。所述支撐架1為圖1所示的平直形支撐架或如圖2和3所示的圓形支撐架。濾絲2與平直形支撐架的齒槽3嚙合形成平板形濾網(wǎng)或濾絲2與圓形支撐架的齒 槽3嚙合形成圓筒形濾網(wǎng)。齒形支撐架的形狀和齒間距直接決定了 V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的焊接強度和網(wǎng)絲縫隙 間距，從而影響最后V型絲工業(yè)濾網(wǎng)產(chǎn)品的質量。所述圓形支撐架為圖2所示的齒槽3在內環(huán)面的內牙支撐架或如圖3所示的齒槽 3在外環(huán)面的外牙支撐架。V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的激光加工工藝的具體步驟如下
①、采用拉絲模擠壓拉拔的方式，得到符合行業(yè)應用規(guī)格的，截面為三角形的濾絲(2); 采用拉絲模得到的可以是90號不銹鋼絲；
②、利用高能量密度激光束聚焦精確切割的方法，得到與濾絲2相嚙合的齒形支撐架 1 ；該支撐架起到支撐V型絲網(wǎng)和控制網(wǎng)絲縫隙間距的作用；
③、采用工裝夾具，將濾絲2固定在齒形支撐架的齒槽3里面；濾絲2的軸線方向與支 撐架呈90度方向配置；
④、將高能量密度的激光束聚焦到濾絲2與支撐架的齒槽3之間相結合部位的兩側，使 得該部分的濾絲2與齒槽3的金屬材質由于激光聚焦所形成的高溫場，瞬時熔融之后并迅 速冷卻硬化，將濾絲2和支撐架焊接為一體。在激光焊接的同時，在焊接點部位通入惰性氣 體作為載氣，起到保護不被氧化的作用，達到保護焊接質量的效果。上述“②”步驟中所述的利用高能量密度激光束聚焦精確切割的方法步驟為首先根據(jù)濾絲2的剖面形狀，利用CAD制圖，得到與之相嚙合的V型齒槽的尺寸并加以適量 的尺寸補償以利于后續(xù)焊接工藝的執(zhí)行，然后根據(jù)設計要求確定相鄰齒槽之間的距離以及 支撐架的總長度，并且確定支撐架所采用的材料和厚度，待上述參數(shù)確定完畢后，將產(chǎn)品的 CAD轉化為激光切割機能夠識別的數(shù)控加工代碼，然后，根據(jù)支撐架齒槽形狀、所用選材及 其厚度，在激光切割機上選用相應的激光波長、頻率、功率以及合適的聚焦透鏡、離焦距離、 行走速度等進行準確高效的切割，由于采用了激光切割技術，加工誤差可以達到小于0. 03 毫米/米。對于此類齒形支撐架的加工，較之于傳統(tǒng)的線切割加工和銑削加工方式，激光聚 焦切割具有更高的效率，從而更加低廉的成本。上述“④”步驟中利用光纖將激光器產(chǎn)生的激光束導入到可以在三維空間自由運 動的激光焊接頭，經(jīng)過精確聚焦的高能量激光束沿著濾絲和齒槽的嚙合部位運動，實現(xiàn)激 光焊接。激光器采用的波長可以是1064納米，激光焊接頭的運動軌跡是借助六軸聯(lián)動機械 手來實現(xiàn)的。在完成對同一齒槽兩側的激光焊接之后，確保了足夠的焊接強度。實現(xiàn)濾絲與V型齒槽支撐架正確嚙合進行激光焊接的一個關鍵問題在于正確裝 卡定位，并施以合適的預壓緊力，為此采用了一個夾緊工裝夾具，也就是上述“③”步驟中所 述的工裝夾具，如圖8所示，該夾具包括導向平臺4、壓緊螺母5、壓板6和卡具底座7 ；首先 將濾絲按照設計間距要求置于平整度高的導向平臺4上，然后依次將齒形支撐架的V型齒 槽向下扣到濾絲上面，待全部濾絲與支撐架上的齒槽嚙合以后，調節(jié)壓緊螺母5，由于與導 向平臺下表面緊密貼合的卡具底座7不動，使得壓板緊緊壓在支撐架的上部，使濾絲和齒 槽實現(xiàn)了精確定位。確保了縫隙間隙的精度。壓緊后的平面V型絲網(wǎng)的結構如圖9所示。下面結合實驗數(shù)據(jù)對本發(fā)明進一步的說明
以下為本發(fā)明的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的激光焊接與傳統(tǒng)電阻接觸焊的對比試驗報告
1.焊接可靠性對比隨機取樣，然后采用對100個焊點進行拉伸試驗，檢驗是否焊住。
(注表中數(shù)字表示焊接牢固，沒有出現(xiàn)虛焊點的數(shù)量)
權利要求
1.一種V型絲工業(yè)濾網(wǎng)，其特征在于所述濾網(wǎng)包括支撐架(1)和截面為三角形的濾絲 (2)，支撐架(1)與濾絲(2)的軸線方向相互垂直形成交錯的網(wǎng)狀結構；所述支撐架(1)為帶 有“V’形齒槽(3)的齒形結構，所述濾絲(2)的一角插入齒槽(3)內與齒槽(3)嚙合形成整 體。
2.根據(jù)權利要求1所述的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)，其特征在于所述支撐架(1)為平直形支撐 架或圓形支撐架。
3.根據(jù)權利要求2所述的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)，其特征在于濾絲(2)與平直形支撐架的齒 槽(3)嚙合形成平板形濾網(wǎng)或濾絲(2)與圓形支撐架的齒槽(3)嚙合形成圓筒形濾網(wǎng)。
4.根據(jù)權利要求3所述的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)，其特征在于所述圓形支撐架為齒槽(3)在 內環(huán)面的內牙支撐架或齒槽(3)在外環(huán)面的外牙支撐架。
5.如權利要求1所述的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的激光加工工藝，其特征在于所述工藝的具 體步驟如下①、采用拉絲模擠壓拉拔的方式，得到符合行業(yè)應用規(guī)格的，截面為三角形的濾絲(2);②、利用高能量密度激光束聚焦精確切割的方法，得到與濾絲(2)相嚙合的齒形支撐架(1);③、采用工裝夾具，將濾絲(2)固定在齒形支撐架的齒槽(3)里面；濾絲(2)的軸線方向 與支撐架呈90度方向配置；④、將高能量密度的激光束聚焦到濾絲(2)與支撐架的齒槽(3)之間相結合部位的兩 側，使得該部分的濾絲(2)與齒槽(3)的金屬材質由于激光聚焦所形成的高溫場，瞬時熔融 之后并迅速冷卻硬化，將濾絲(2)和支撐架焊接為一體。
6.根據(jù)權利要求5所述的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的激光加工工藝，其特征在于“②”步驟中所述的利用高能量密度激光束聚焦精確切割的方法步驟為首先根據(jù)濾絲 (2)的剖面形狀，利用CAD制圖，得到與之相嚙合的V型齒槽的尺寸并加以適量的尺寸補償 以利于后續(xù)焊接工藝的執(zhí)行，然后根據(jù)設計要求確定相鄰齒槽之間的距離以及支撐架的總 長度，并且確定支撐架所采用的材料和厚度，待上述參數(shù)確定完畢后，將產(chǎn)品的CAD轉化為 激光切割機能夠識別的數(shù)控加工代碼，然后，根據(jù)支撐架齒槽形狀、所用選材及其厚度，在 激光切割機上選用相應的激光波長、頻率、功率以及合適的聚焦透鏡、離焦距離、行走速度 等進行切割。
7.根據(jù)權利要求6所述的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的激光加工工藝，其特征在于“④”步驟中 利用光纖將激光器產(chǎn)生的激光束導入到可以在三維空間自由運動的激光焊接頭，經(jīng)過精確 聚焦的高能量激光束沿著濾絲和齒槽的嚙合部位運動，實現(xiàn)激光焊接。
8.根據(jù)權利要求7所述的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的激光加工工藝，其特征在于激光器采用 的波長是1064納米，激光焊接頭的運動軌跡是借助六軸聯(lián)動機械手來實現(xiàn)的。
9.根據(jù)權利要求5所述的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的激光加工工藝，其特征在于“③”步驟中 工裝夾具包括導向平臺(4)、壓緊螺母(5)、壓板(6)和卡具底座(7)；首先將濾絲按照設計 間距要求置于平整度高的導向平臺(4)上，然后依次將齒形支撐架的V型齒槽向下扣到濾 絲上面，待全部濾絲與支撐架上的齒槽嚙合以后，調節(jié)壓緊螺母(5)，由于與導向平臺下表 面緊密貼合的卡具底座(7)不動，使得壓板緊緊壓在支撐架的上部，使濾絲和齒槽實現(xiàn)了精 確定位。
10.根據(jù)權利要求5所述的V型絲工業(yè)濾網(wǎng)的激光加工工藝，其特征在于在激光焊接 的同時，在焊接點部位通入惰性氣體作為載氣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種V型絲工業(yè)濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)包括支撐架和截面為三角形的濾絲，支撐架與濾絲的軸線方向相互垂直形成交錯的網(wǎng)狀結構；所述支撐架為帶有“V’形齒槽的齒形結構，所述濾絲的一角插入齒槽內與齒槽嚙合形成整體。本發(fā)明的激光加工工藝能夠實現(xiàn)更高的焊接質量穩(wěn)定性，保證均勻的縫隙間距和更好的表面平整度。
文檔編號B23K26/00GK102049161SQ20101056138
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月27日 優(yōu)先權日2010年11月27日
發(fā)明者商碩, 成健 申請人:遼寧裕通激光應用技術工程有限公司