本发明属于铝合金焊接,特别涉及一种铝合金门框生产的激光焊接设备及焊接方法。
背景技术:
1、铝合金门框的生产主要包括对铝合金型材的切割以及焊接,在铝合金门框焊接过程中,激光焊接是一种快速高效自动化的焊接方式。
2、现有申请号为202010526887.3的专利,公开了一种用于t型接头的超声振动辅助双激光束双侧同步填丝焊接装置与方法,通过焊丝与二维超声耦合从而将超声振动引入到焊接熔池中,使熔滴更易从焊丝底部脱离,同时实现改善熔池结晶行为、细化晶粒、降低气孔率、提高焊接过程稳定性的目的。主要包括双激光束双侧同步焊接填丝系统、超声振动系统、送丝系统三部分,结合双激光束双侧同步填丝焊接t型接头结构装置特征利用焊丝引入超声振动,同时加入二维超声耦合系统使熔滴过渡更加平稳可控。
3、现有技术存在以下问题:
4、铝合金属于典型的共晶合金,在激光焊接尤其是激光填丝焊接时,因为铝合金的导热性会使焊疤快速凝固,更容易产生热裂纹,焊缝金属结晶时在柱状晶边界形成低熔点共晶是导致裂纹产生的主要原因,这会影响焊缝的力学性能和结构完整性。
技术实现思路
1、本发明提供一种铝合金门框生产的激光焊接设备及焊接方法,其能解决现有技术中因为铝合金的导热性使焊疤快速凝固进而产生热裂纹影响焊缝的力学性能和结构完整性的技术问题。
2、为了达到上述目的,本发明通过下述技术方案实现:
3、本申请提供一种铝合金门框生产的激光焊接设备,其包括焊接架和保温组件,焊接架呈u型槽结构,所述焊接架用于滑动安装铝方管,两个所述焊接架呈直角布置,两个所述焊接架之间留有用于对两根铝方管接头处加工的空间;保温组件旋转连接于所述焊接架的侧面,所述保温组件旋转后抵接于所述铝方管待加工一端的侧面,所述保温组件与所述铝方管待加工的端面留有避让空间,所述保温组件吸收所述铝方管激光焊接时传导的热量并进行储存,待激光焊接结束后所述保温组件释放热量使焊缝位置缓慢降温。
4、通过上述技术方案,采用保温组件进行储热和放热,减缓了焊疤凝固的时间,进而降低了热裂纹的产生,提高了焊缝的力学性能和结构完整性。
5、在本发明中,上述保温组件包括隔热壳和储热条,隔热壳旋转连接于所述焊接架的侧面;储热条镶嵌于所述隔热壳内,所述储热条的温度低于所述铝方管在焊接时的温度时,所述储热条吸收所述铝方管传递的热量,所述储热条的温度高于所述铝方管在焊接结束时的温度时,所述储热条向所述铝方管释放热量。
6、通过上述技术方案,采用隔热壳降低了储热条与空气的热交换,提高了保温组件的保温性能。
7、在本发明中,上述保温组件包括导热泥,导热泥连接于所述储热条与所述铝方管抵接的一面,当所述储热条在所述隔热壳的旋转带动下抵接于所述铝方管时,所述导热泥受压变形并填充于所述储热条和所述铝方管之间。
8、通过上述技术方案,采用导热泥,进一步提高了储热条与铝方管的接触面积,并且通过导热泥减少了储热条和铝方管之间的空气间隙,进一步提高了热交换的效率。
9、在本发明中,上述激光焊接设备还包括超声波换能器和弹性支架,超声波换能器抵接于所述铝方管焊接一端的底面,所述超声波换能器在所述铝方管激光填丝焊接时向所述铝方管施加振动以去除匙孔内产生的气泡;弹性支架插接于所述焊接架,所述弹性支架远离所述焊接架的一端与所述超声波换能器连接。
10、通过上述技术方案,采用超声波换能器直接对铝方管施加高频振动,进而提高匙孔内的气泡运动能力,以及加速大气泡的分解,进而减少大气孔的形成,提高焊接质量。
11、在本发明中,上述激光焊接设备还包括修磨组件,修磨组件连接有第一机械臂,所述第一机械臂设置于所述焊接架背离激光填丝焊接头的一端,在所述第一机械臂的驱动下所述修磨组件插入两根所述铝方管的拼接面之间,并对所述铝方管的拼接面进行环形修磨。
12、通过上述技术方案,采用修磨组件对铝方管拼接面进行追加工,进一步提高了两个铝方管拼接面的平行度,进而保证具有稳定的焊接缝隙,从而获得更好的焊接质量。
13、在本发明中,上述修磨组件包括砂轮,砂轮具有第一磨削面和第二磨削面,所述第一磨削面和第二磨削面相互垂直,所述第一磨削面对两个所述铝方管的平截面进行修磨,所述第二磨削面对两个所述铝方管激光焊接时被激光照射的侧面进行磨毛。
14、通过上述技术方案,采用第二磨削面对激光作用面进行磨毛,减少铝方管表面对激光的反射率,提高激光焊接的效率。
15、在本发明中,上述激光焊接设备还包括橡胶轮和第一电机;橡胶轮贯穿所述焊接架的侧壁并与所述铝方管抵接;第一电机与所述橡胶轮传动连接,所述第一电机旋转驱动所述橡胶轮转动,所述橡胶轮转动使所述铝方管在所述焊接架内滑动。
16、通过上述技术方案,采用电机和橡胶轮,可以同步对两根铝方管进行送料,进而保证了拼接面的位置精度,降低激光填丝焊接头的定位难度。
17、在本发明中,上述激光焊接设备还包括导向柱和安装板,导向柱连接于所述焊接架的侧面,所述导向柱背离所述焊接架的一端连接有螺母;安装板连接于所述第一电机背离所述焊接架的一侧,所述安装板与所述导向柱滑动连接,所述安装板和所述螺母之间连接有弹簧,所述弹簧穿接于所述导向柱,所述弹簧对所述安装板施加沿所述导向柱向所述焊接架移动的弹力。
18、通过上述技术方案,采用弹簧对橡胶轮施加压力提高铝方管送料的传动精度。
19、本申请提供一种铝合金门框生产的激光焊接方法,其使用了上述的铝合金门框生产的激光焊接设备,还包括以下步骤:
20、步骤s1:通过第一机械臂移动所述修磨组件至两根铝方管移动后的拼接处;
21、步骤s2:分别通过两个所述焊接架滑入两根预切割斜面的铝方管,两根铝方管的斜面分别抵接于砂轮两侧的第一磨削面;
22、步骤s3:第一机械臂驱动砂轮向下移动直至第二磨削面抵接铝方管的侧面,然后启动砂轮旋转,对拼接面进行磨削修平对侧面进行磨毛,同时第一机械臂驱动砂轮对整个铝方管的四个边进行修磨;
23、步骤s4:移出砂轮后,同时启动两个焊接架上的第一电机,第一电机驱动橡胶轮带动两根铝方管同时运动并相互拼接,然后将两个l型的保温组件抵接至铝方管的侧面呈环状包裹;
24、步骤s5:采用第二机械臂驱动激光填丝焊接头沿焊缝进行激光填丝焊,焊接的同时通过超声波发生器驱动超声波换能器振动,使铝方管做高频振动;
25、步骤s6:对焊缝测温,待温度降低到工艺温度后,取下焊接后的铝方管。
26、通过上述技术方案,采用对铝方管拼接面进行二次修正,提高了焊接的尺寸精度和位置精度,利用保温组件减缓了焊疤的冷却速度,进而降低了热裂缝的产生,提高了焊缝质量。
1.一种铝合金门框生产的激光焊接设备,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的铝合金门框生产的激光焊接设备,其特征在于,所述保温组件(2)包括:
3.根据权利要求2所述的铝合金门框生产的激光焊接设备,其特征在于,所述保温组件(2)包括:
4.根据权利要求3所述的铝合金门框生产的激光焊接设备,其特征在于,还包括:
5.根据权利要求4所述的铝合金门框生产的激光焊接设备,其特征在于,还包括:
6.根据权利要求5所述的铝合金门框生产的激光焊接设备,其特征在于,所述修磨组件(4)包括:
7.根据权利要求6所述的铝合金门框生产的激光焊接设备,其特征在于,还包括:
8.根据权利要求7所述的铝合金门框生产的激光焊接设备,其特征在于,还包括:
9.一种铝合金门框生产的激光焊接方法,其特征在于,使用了如权利要求8所述的铝合金门框生产的激光焊接设备,还包括以下步骤: