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，是最具有發(fā)展?jié)摿Φ暮附臃椒ㄖ?。但是激光器功率等級、過程控制(焦點波動、光束對中等)、裝配條件(裝配間隙、錯邊等)以及材料的高反射率等諸多因素限制了其工程實際應(yīng)用范圍。因此希望利用其他方法的焊接特點來彌補激光焊接不足之處的復(fù)合焊接技術(shù)就成為各先進國家的研究重點,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,并在工程實際中初步實現(xiàn)推廣應(yīng)用。但是隨著汽車、飛行器制造中輕質(zhì)高強結(jié)構(gòu)(如導(dǎo)彈鈦合金空氣舵的蒙皮-骨架等)的大量采用，對裝配精度、結(jié)合面寬度和焊縫穿透深度均有嚴格要求，焊接過程的同步加壓，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，由于預(yù)熱和加壓不能同時施加，從而使得不能達到高效焊接效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：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、級數(shù)換接器、阻焊變壓器、焊接工作臺、加壓機構(gòu)和電極臂組，所述電源、級數(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)備的一個控制端與級數(shù)換接器的輸入端連接，所述加壓機構(gòu)與所述電極臂組連接，所述控制設(shè)備控制加壓機構(gòu)通過電極臂組向焊接試件施加壓力，所述焊接工作臺包括底板以及設(shè)置在底板上的動力機構(gòu)和滑臺機構(gòu)，所述動力機構(gòu)驅(qū)動滑臺機構(gòu)帶動焊接試件往復(fù)運動。焊接回路對試件進行預(yù)熱和電阻焊，同時，通過加壓機構(gòu)同步施加壓力，有利于焊接過程的順利進行，保證焊接質(zhì)量。

進一步，所述滑臺機構(gòu)包括滑臺、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通過電纜連接，所述滑臺與所述銅墊板之間設(shè)有一層絕緣板。采用滑臺機構(gòu)實現(xiàn)試件在焊縫方向上的移動，實現(xiàn)連續(xù)焊接，同時，在銅墊板與電極臂的不同配合情況下，在同一設(shè)備上可以實現(xiàn)單面焊和雙面焊，只需要簡單調(diào)整一個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與阻焊變壓器之間的電纜接線。

進一步，為了為滑臺機構(gòu)提供移動的動力，所述動力機構(gòu)包括伺服電機、伺服控制器、滾珠導(dǎo)軌和滾珠絲杠，所述滾珠導(dǎo)軌為兩個平行設(shè)置在所述底板上，所述滑臺安裝在所述滾珠導(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連接，所述滾珠絲杠一端與所述伺服電機連接，所述伺服電機與所述伺服控制器和控制設(shè)備依次線路連接。動力機構(gòu)采用伺服電機，控制精確，進一步提高焊接質(zhì)量。

進一步，所述電極臂組包括兩個電極臂，所述電極臂包括電阻焊機頭、滾輪電極和電極電纜連接板，至少一個電極臂的電阻焊機頭與加壓機構(gòu)連接，所述滾輪電極和電極電纜連接板與所述電阻焊機頭連接。當(dāng)單面焊時，兩個電極臂左右對稱設(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，兩個電極臂上下對稱設(shè)置在銅墊板的一側(cè)，試件位于兩電極臂之間，通過兩電極臂向試件施加壓力。

進一步，所述加壓機構(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導(dǎo)向套筒端部與所述電阻焊機頭連接。導(dǎo)向套筒對汽缸的推桿具有導(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程中出現(xiàn)抖動或偏移，保證了焊接質(zhì)量。

進一步，為了實現(xiàn)加壓機構(gòu)的自動控制，還包括電磁氣閥，所述控制設(shè)備的一個控制端通過所述電磁氣閥與所述汽缸連接。控制設(shè)備通過控制電磁氣閥的打開或關(guān)閉，實現(xiàn)汽缸的加壓。

進一步，為了便于電極臂組和加壓機構(gòu)的安裝，還包括夾具，所述夾具包括前后平行設(shè)置的兩個夾板，所述電極臂組位于所述兩個夾板之間，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。

進一步，為了防止阻焊變壓器和電極臂在焊接過程中出現(xiàn)過熱，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)過所述阻焊變壓器和電極臂組。采用循環(huán)水進行冷卻，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-電阻焊焊接時預(yù)熱和加壓不能同時施加的現(xiàn)象，從而提高了金屬材料對激光的吸收率、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。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是本發(fā)明最佳實施例的原理示意圖；

圖2是實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實施例一的結(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是焊接工作臺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是焊接工作臺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是實施例二的結(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，9、銅墊板，10、滾珠絲杠，11、伺服電機，12、滾珠導(dǎo)軌，13、夾板，14、底板。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細的說明。此圖為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(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。

整個熱壓—激光焊焊接系統(tǒng)由可獨立工作的電阻熱壓裝置，即本發(fā)明的裝置，和可獨立工作的激光焊機器人組成。在實際焊接時，由激光焊機器人控制激光功率、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)，保護氣體流量、各個焊接參數(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完成。下面將根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題詳細說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、級數(shù)換接器、阻焊變壓器、焊接工作臺、加壓機構(gòu)、電極臂組和用于冷卻的水路模塊，所述單向380V電源、級數(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)，用于控制整個系統(tǒng)是否接通電源，所述控制設(shè)備的一個控制端與級數(shù)換接器的輸入端連接，所述加壓機構(gòu)與所述電極臂組連接，所述控制設(shè)備控制加壓機構(gòu)通過電極臂組向焊接試件6施加壓力，所述水路模塊經(jīng)過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、焊接工作臺和水路模塊共同組成了系統(tǒng)的機械部分。滾輪電極4和電極電纜連接板5可以從電阻焊機頭3上拆下單獨使用，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)，包括供電部分和機械部分兩部分；其中，所述供電部分包括：級數(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級數(shù)換接器調(diào)整確定阻焊變壓器的變比，通過阻焊變壓器的次級電纜將作為負載的滾輪電極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，通過滾輪電極4對試件6進行預(yù)熱，銅墊板9降低焊接阻抗減少分流使焊接過程穩(wěn)定。所述機械部分包括電極臂組、焊接工作臺、水路模塊。下面分別根據(jù)單面焊和雙面焊詳細介紹兩個實施例。

實施例一：

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、級數(shù)換接器、阻焊變壓器、焊接工作臺、加壓機構(gòu)、電極臂組和水路模塊，所述電源、級數(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)備的一個控制端與級數(shù)換接器的輸入端連接，所述級數(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級數(shù)換接器調(diào)整確定阻焊變壓器的變比。

所述焊接工作臺包括底板14以及設(shè)置在底板14上的動力機構(gòu)和滑臺機構(gòu)，所述動力機構(gòu)驅(qū)動滑臺機構(gòu)帶動焊接試件6往復(fù)運動。所述滑臺機構(gòu)包括滑臺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通過電纜連接，滑臺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現(xiàn)信號的隔離。所述動力機構(gòu)包括伺服電機11、伺服控制器、滾珠導(dǎo)軌12和滾珠絲杠10，在焊接工作臺的底板14上固定有平行設(shè)置的兩個滾珠導(dǎo)軌12，在兩個滾珠導(dǎo)軌12上安裝有滑臺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8連接，所述滾珠絲杠10一端安裝有所述伺服電機11，所述伺服電機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)備通過伺服電機11來驅(qū)動滑臺8在滾珠導(dǎo)軌12上往復(fù)移動。

單面焊接時，所述電極臂組包括左右對稱分布的兩個電極臂，每個所述電極臂包括電阻焊機頭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與所述電阻焊機頭3連接，焊接時，滾輪電極4是轉(zhuǎn)動的。加壓機構(gòu)為兩組，分別用于驅(qū)動兩個電極臂對試件6產(chǎn)生壓力，所述加壓機構(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)備的一個控制端通過所述電磁氣閥與所述汽缸1連接，所述汽缸1的推桿穿過導(dǎo)向套筒2端部與所述電阻焊機頭3連接；所述夾具包括前后平行設(shè)置的兩個夾板13，所述電極臂組位于所述兩個夾板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，兩個電阻焊機頭3分別安裝在左右電極臂上，兩個滾輪電極4在試件6同一側(cè)，單面焊配置時，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上的銅墊板電纜連接板7連接上。

焊接工作臺上的銅墊板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，汽缸1通過控制設(shè)備來控制其輸出的動力大小，所述加壓機構(gòu)用于在焊接過程中對左右滾輪電極4分別進行加壓，左右電極滾輪分別對試件6進行施壓，使試件6在兩電極的壓力下形成一定的接觸電阻，有利于焊接過程的順利進行同時保證焊接質(zhì)量。

實施例二：

如圖9-10所示，本實施例與實施例一的區(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、級數(shù)換接器、阻焊變壓器、焊接工作臺、加壓機構(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)。本實施例的電極臂的連接與實施例一有所不同，本實施例雙面焊時，左側(cè)的電阻焊機頭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頭3安裝在左電阻焊機頭3的下方，兩滾輪電極4在試件6的兩側(cè)。此時，阻焊變壓器的輸出端與電極臂組的兩個滾輪電極4連接，滾輪電極4同時起到加熱和加壓的作用。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(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)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。