一種鈦合金壁板與筋條t型接頭雙光束激光同步焊接方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光加工方法，具體地說是一種鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法。
【背景技術】
[0002]在航空產品中，大量鈑金結構件材料采用了鈦合金材料，依靠傳統(tǒng)焊接方法焊接鈦合金不僅焊接質量難以保證而且效率低，尤其在焊接大尺寸的結構件時，焊接質量更是難以保證。因此鈦合金結構件的焊接技術成為亟待解決的關鍵問題。
[0003]目前，還沒有針對整體壁板T型接頭激光焊接的成熟裝備和工藝，一直采用普通的鉚接或電阻穿透焊接，不能滿足機身高強度、超機動性及優(yōu)異隱身性能的設計需要。現(xiàn)有的很多的激光焊接設備主要是針對集激光焊接、熔覆和復合焊接的激光通用平臺，它們不是針對長尺寸整體薄板T型接頭焊接的專門設備，致使該問題一直沒有徹底得到有效解決。因此成功解決T型接頭單面雙側焊接，進而保證T型接頭的雙面成型，對整體變形量控制和隱身性能的提高起到不可替代的作用。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]—種鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法,鈦合金壁板通過定位支撐座固定于移動工作臺上，筋條垂直放置于鈦合金壁板上、并通過工裝夾具壓緊筋條，所述筋條與鈦合金壁板形成T型接頭，所述T型接頭兩側通過第一激光焊接裝置和第二激光焊接裝置進行同步施焊。
[0007]所述第一激光焊接裝置與第一機器人連接，所述第二激光焊接裝置與第二機器人連接。
[0008]第一激光焊接裝置和第二激光焊接裝置結構相同，均包括激光焊接頭、送絲管路及保護裝置，沿焊接方向，所述送絲管路和保護裝置分別設置于激光焊接頭的前面和后面，所述激光焊接頭與機器人的執(zhí)行端連接、并通過光纖與激光器連接，所述送絲管路與安裝在機器人負載軸上的送絲機連接。
[0009]所述保護裝置包括焊接保護氣嘴和保護氣托罩，所述焊接保護氣嘴與激光焊接頭同軸吹保護氣，所述保護氣托罩設置于焊接保護氣嘴端部、并沿焊接方向布置，所述保護氣托罩為中空結構、并下方布設有多個噴孔。
[0010]所述送絲管路在激光焊接頭前填絲，所述激光焊接頭進行焊接，并在焊接區(qū)兩側通過焊接保護氣進行同步施焊。焊接的軌跡采用人工示教對點的方式進行。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是:
[0012]1.本發(fā)明采用兩束激光從T型接頭的兩側同時施焊，提高了焊接效率，達到了一次成型的目的。
[0013]2.本發(fā)明中兩束激光形成的熔池合二為一，同時冷卻收縮，有利于應力和變形的控制，保證了焊接質量。
[0014]3.本發(fā)明中送絲管路在激光焊接頭前自動填絲，保護氣裝置在激光焊接頭后釋放焊接保護氣的位置關系，更好的保證焊縫成型質量。
[0015]4.本發(fā)明中焊接保護氣裝置采用具有同軸吹保護氣的焊接保護氣嘴配焊接保護氣托罩的保護方式，在焊接表面最大限度上覆蓋焊接保護氣，保證焊接保護氣流暢性。
[0016]5.本發(fā)明中采用填絲焊接，更好的改善焊縫的成型性能及滿足激光焊接對T型接頭裝配的要求。
[0017]6.本發(fā)明中采用IPG公司生產的光纖激光器，高度集成的全光纖設計，運行穩(wěn)定，維護方便，電光轉換效率高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的原理示意圖；
[0019]圖2為激光裝置的結構示意圖；
[0020]圖3為T型焊接件的結構示意圖。
[0021]其中:1為移動工作臺，2定為支撐座，3為T型焊接件，301為壁板，302為筋條，4為工裝夾具，5為機器人外部軸，6為第一機器人，6’為第二機器人，7為第一送絲機，7’為第二送絲機，8為第一激光焊接裝置，8’為第二激光焊接裝置，801為激光焊接頭，802為送絲管路，803為保護氣裝置。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。
[0023]如圖1、圖3所示，本發(fā)明一種鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法:鈦合金壁板301通過定位支撐座2固定于移動工作臺I上，筋條302垂直放置于鈦合金壁板301上、并通過工裝夾具4壓緊筋條302，所述筋條302與鈦合金壁板301形成T型接頭。第一送絲機7和第一激光焊接裝置8固定于第一機器人6上，第二送絲機7’和第二激光焊接裝置8，固定于第二機器人6’上，第一機器人6和第二機器人6’依附于機器人外部軸5上。所述T型接頭兩側通過第一激光焊接裝置8和第二激光焊接裝置8，進行同步施焊，形成T形焊接件3。
[0024]如圖2所示，第一激光焊接裝置8和第二激光焊接裝置8，結構相同，均包括激光焊接頭801、送絲管路802及保護裝置803，沿焊接方向，所述送絲管路802和保護裝置803分別設置于激光焊接頭801的前面和后面，所述激光焊接頭801與機器人的執(zhí)行端連接、并通過光纖與激光器連接，所述送絲管路802與安裝在機器人負載軸上的送絲機連接。所述保護裝置803包括焊接保護氣嘴和保護氣托罩，所述焊接保護氣嘴與激光焊接頭801同軸吹保護氣，所述保護氣托罩設置于焊接保護氣嘴端部、并沿焊接方向布置，所述保護氣托罩為中空結構、并下方布設有多個噴孔。
[0025]在焊接過程中，送絲機通過送絲管路802在激光焊接頭801前自動填絲，保護氣裝置803在激光焊接頭801后釋放焊接保護氣。焊接的軌跡采用人工示教對點的方式進行。
[0026]本發(fā)明的工作過程是:
[0027]人工將長尺寸整體鈦合金壁板301通過定位支撐座2固定于移動工作臺I上，移動工作臺I到達指定位置，人工再將筋條302垂直放入鈦合金壁板301上，用工裝夾具4壓緊。機器人末端(執(zhí)行端)連接激光焊接裝置8，沿焊接方向，激光焊接裝置8上位置關系依次是送絲管路802在前，激光焊接頭801居中，保護氣裝置803最后。激光焊接頭801同時通過光纖連接激光器，所述送絲機安裝在機器人的負載軸上。所述的焊接保護裝置803采用具有同軸吹保護氣的焊接保護氣嘴配焊接保護氣托罩的保護方式。將激光焊接頭801對準T型接頭兩側，找到既使得激光裝置不干涉鈦合金壁板301和已焊接筋條302，又可以使焊接角度適當?shù)淖罴盐恢谩＜す夂附友b置8連接在機器人上，機器人依附于機器人外部軸5，使得激光焊接裝置8在焊接(X軸)方向完成焊接。
[0028]本發(fā)明中采用的激光焊接頭是購置于美國Lasermech，型號為FDH0264的拋物聚焦光纖激光焊接頭，送絲機選自奧福尼斯(上海)貿易有限公司，型號為KD7000wire feedunite
【主權項】
1.一種鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法，其特征在于:鈦合金壁板(301)通過定位支撐座(2)固定于移動工作臺(I)上，筋條(302)垂直放置于鈦合金壁板(301)上、并通過工裝夾具(4)壓緊筋條(302)，所述筋條(302)與鈦合金壁板(301)形成T型接頭，所述T型接頭兩側通過第一激光焊接裝置(8)和第二激光焊接裝置(8’)進行同步施焊。
2.按權利要求1所述的鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法，其特征在于:所述第一激光焊接裝置(8)與第一機器人(6)連接，所述第二激光焊接裝置(8’)與第二機器人出’)連接。
3.按權利要求2所述的鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法，其特征在于:第一激光焊接裝置(8)和第二激光焊接裝置(8’ )結構相同，均包括激光焊接頭(801)、送絲管路(802)及保護裝置(803)，沿焊接方向，所述送絲管路(802)和保護裝置(803)分別設置于激光焊接頭(801)的前面和后面，所述激光焊接頭(801)與機器人的執(zhí)行端連接、并通過光纖與激光器連接，所述送絲管路(802)與安裝在機器人負載軸上的送絲機連接。
4.按權利要求3所述的鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法，其特征在于:所述保護裝置(803)包括焊接保護氣嘴和保護氣托罩，所述焊接保護氣嘴與激光焊接頭(801)同軸吹保護氣，所述保護氣托罩設置于焊接保護氣嘴端部、并沿焊接方向布置，所述保護氣托罩為中空結構、并下方布設有多個噴孔。
5.按權利要求3所述的鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法，其特征在于:所述送絲管路(802)在激光焊接頭(801)前填絲，所述激光焊接頭(801)進行焊接，并在焊接區(qū)兩側通過焊接保護氣進行同步施焊。
6.按權利要求1或5所述的鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法，其特征在于:焊接的軌跡采用人工示教對點的方式進行。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種激光加工方法，具體地說是一種鈦合金壁板與筋條T型接頭雙光束激光同步焊接方法。鈦合金壁板通過定位支撐座固定于移動工作臺上，筋條垂直放置于鈦合金壁板上、并通過工裝夾具壓緊筋條，所述筋條與鈦合金壁板形成T型接頭，所述T型接頭兩側通過第一激光焊接裝置和第二激光焊接裝置進行同步施焊。本發(fā)明采用兩束激光從T型接頭的兩側同時施焊，提高了焊接效率，達到了一次成型的目的。
【IPC分類】B23K26-70, B23K26-21, B23K26-16
【公開號】CN104690425
【申請?zhí)枴緾N201310656897
【發(fā)明人】徐志剛, 杜寶瑞, 倪家強, 王軍義, 劉曉寒, 宋琳琳
【申請人】中國科學院沈陽自動化研究所
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月4日