搅拌摩擦焊的焊接系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种搅拌摩擦焊的焊接系统，包括：搅拌摩擦机构和激光清洗机构；所述搅拌摩擦机构沿预设焊接路径对待焊工件施加搅拌摩擦焊；所述激光清洗机构沿所述预设焊接路径设置于所述搅拌摩擦机构行进方向的前方，用于对所述待焊工件发射清洗激光；其中，所述清洗激光包括：第一激光束和第二激光束；所述第一激光束沿所述预设焊接路径对所述搅拌摩擦机构的预设搅拌范围进行激光清洗；所述第二激光束沿所述预设焊接路径对所述预设搅拌范围的周边区域进行激光清洗。本实用新型专利技术通过将激光清理与搅拌摩擦焊的过程进行集成，实现“清理和焊接同步”，避免焊接时出现搅拌摩擦焊S线缺欠，实现提高质量、效率，降低成本的目的。降低成本的目的。降低成本的目的。

【技术实现步骤摘要】
搅拌摩擦焊的焊接系统


[0001]本技术涉及焊接
，尤其涉及一种搅拌摩擦焊的焊接系统。

技术介绍

[0002]搅拌摩擦焊是一种固相焊接方法，在铝合金材料表面存在一层天然的氧化膜，随着铝合金材料加工状态、处理状态的不同，氧化膜厚度不等。在工件加工过程中，工件表面还会残留油污、油脂、乳化液残留。如果氧化膜厚度过大、油污等杂质残留过多，在焊接过程中，杂质成分将会被搅拌进入焊缝内部中，形成“S线”缺欠，在焊缝宏观金相腐蚀观察时，“S线”呈现黑色的特征。“S线”作为夹杂物，在接头断面的宏观金相中表现为断续或连续的状断分布。虽然S线不一定造成不合格，但其会使焊接接头区域的抗拉、弯曲、疲劳性能下降。因此，焊前去焊件表面的氧化膜和杂质，是避免产生“S线”缺欠的手段。目前，氧化膜清理手段主要有化学清洗、机械清洗等方法。化学清洗一般采用有机溶剂、酸性或碱性溶液，存在周期长、化学污染等问题。机械清理通长采用不锈钢丝刷、百洁布等方式，存在工具、耗材成本高和噪音大、粉尘污染等问题。上述两种方式，在装配过程中均容易出现二次污染。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种搅拌摩擦焊的焊接系统，用以解决现有技术中在铝合金材料表面存在一层天然的氧化膜，在焊接过程中，杂质成分将会被搅拌进入焊缝内部中，形成“S线”缺欠的问题，通过将激光清理与搅拌摩擦焊的过程进行集成，实现“清理和焊接同步”，避免焊接时出现搅拌摩擦焊S线缺欠，实现提高质量、效率，降低成本的目的。
[0004]根据本技术提供的一种搅拌摩擦焊的焊接系统，包括：搅拌摩擦机构和激光清洗机构；
[0005]所述搅拌摩擦机构沿预设焊接路径对待焊工件施加搅拌摩擦焊；
[0006]所述激光清洗机构沿所述预设焊接路径设置于所述搅拌摩擦机构行进方向的前方，用于对所述待焊工件发射清洗激光；
[0007]其中，所述清洗激光包括：第一激光束和第二激光束；
[0008]所述第一激光束沿所述预设焊接路径对所述搅拌摩擦机构的预设搅拌范围进行激光清洗；
[0009]所述第二激光束沿所述预设焊接路径对所述预设搅拌范围的周边区域进行激光清洗。
[0010]需要说明的是，在实际应用中，搅拌摩擦机构和激光清洗机构能够沿预设焊接路径移动，或者搅拌摩擦机构和激光清洗机构沿预设焊接路径与待焊工件之间具有相对运动，进而实现了先通过激光清洗机构对预设搅拌范围和周边区域进行激光清洗，激光清洗完毕后通过搅拌摩擦机构实现搅拌摩擦焊。
[0011]根据本技术的一种实施方式，所述搅拌摩擦机构包括：搅拌电机和搅拌头；
[0012]所述搅拌电机驱动所述搅拌头对所述待焊工件施加搅拌摩擦焊；
[0013]所述搅拌头的直径与所述预设搅拌范围的宽度相同。
[0014]具体来说，本实施例提供了一种搅拌摩擦机构的实施方式，通过设置搅拌电机，为搅拌头的旋转提供了动力，同时旋转搅拌头在待焊工件的表面施加了搅拌摩擦焊，且搅拌头的直径与预设搅拌范围相同，通过第一激光束对预设搅拌范围进行清洗，将预设搅拌范围表面的氧化膜、油渍等杂质进行清理，保证了搅拌摩擦焊的顺利进行，避免了“S”线缺陷的产生。
[0015]根据本技术的一种实施方式，所述周边区域在所述述预设搅拌范围的单侧宽度介于20至40mm之间。
[0016]具体来说，本实施例提供了一种周边区域的实施方式，通过将周边区域在预设搅拌范围的单侧尺寸进行提供，保证了通过第二激光束对周边区域进行焊接前的激光清洗效果，实现加强清理的目的，达到较好的清理效果。
[0017]根据本技术的一种实施方式，所述激光清洗机构包括：第一激光器，所述第一激光器发射所述第一激光束和所述第二激光束。
[0018]具体来说，本实施例提供了一种激光清洗机构的实施方式，通过在激光清洗机构内设置一个第一激光器，通过一个第一激光器发射第一激光束和第二激光束，使得整个激光清洗机构更加紧凑。
[0019]需要说明的是，激光清洗机构还包括了相应的动力单元、导轨和激光源等部件，动力单元为第一激光器的移动提供了动力，导轨则为第一激光器沿预设焊接路径的移动提供了引导，激光源则实现了发射第一激光束和第二激光束，本技术没有对此进行详细的描述，本技术主要改进点在于第一激光束和第二激光束的相互配合，而对于激光清洗机构的具体设置情况，以及如何驱动第一激光器移动，可以在实际应用中参考本领域的相关设计。
[0020]根据本技术的一种实施方式，所述第一激光束和所述第二激光束在所述待焊工件表面投影的光斑呈“十字”型设置。
[0021]具体来说，本实施例提供了一种第一激光束和第二激光束的实施方式，通过将第一激光束和第二激光束设置为“十字”型，使得，进行搅拌摩擦焊前清理待焊部位表面、结合面部位的氧化膜、油污等杂质，其中接合面处间隙狭窄，传统清理方法无法清理，而本技术能够进行定点、连续、着重清理。
[0022]需要说明的是，“十字”型激光束在清理待焊工件表面时，第二激光束将第一激光束分成两段，第一段第一激光束清理预设搅拌范围，第二激光束清理周边区域，第二段第一激光束再次清理预设搅拌范围，实现了定点、连续、着重清理，保证了预设搅拌范围清理的同时，也对预设搅拌范围的周边区域在一定范围内进行了清理，并且通过第二段第一激光束再次对预设搅拌范围进行清理，加强了清理效果，保证了搅拌摩擦焊的顺利进行，避免了“S”线缺陷的产生。
[0023]根据本技术的一种实施方式，所述第一激光器沿垂直于所述预设焊接路径的方向摆动。
[0024]具体来说，本实施例提供了一种第一激光器的实施方式，通过将第一激光器设置为能够在预设焊接路径的方向上进行摆动，实现了适应待焊工件对接处的间隙，即预设搅拌范围处，存在不均匀的工况时，达到较好的间隙清理效果。
[0025]进一步地，在第一激光器摆动的过程中，一方面可以调节第一激光束的清理范围，另一方面还可以调节第二激光束的清理范围。
[0026]需要说明的是，第一激光器的摆动，可以采用相应的驱动单元与第一激光器进行连接，驱动单元按照预设频率驱动第一激光器在垂直于所述预设焊接路径的方向上进行摆动。
[0027]根据本技术的一种实施方式，所述激光清洗机构包括：第二激光器和第三激光器；
[0028]所述第二激光器和所述第三激光器沿所述预设焊接路径间隔设置；
[0029]其中，所述第二激光器发射所述第一激光束；
[0030]所述第三激光器发射所述第二激光束。
[0031]具体来说，本实施例提供了另一种激光清洗机构的实施方式，通过在激光清洗机构内设置第二激光器和第三激光器，实现了将第一激光束和第二激光束通过两个激光器进行发射，使得整个激光清洗机构的组成更加灵活，可以根据实际需求进行调整。
[0032]需要说明的是，激光清洗机构还包括了相应的动力单元、导轨和激光源等部件，动力单元为第二激光器和第三激光器的移动提供了动力，导轨则为第二激光器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种搅拌摩擦焊的焊接系统，其特征在于，包括：搅拌摩擦机构和激光清洗机构；所述搅拌摩擦机构沿预设焊接路径对待焊工件施加搅拌摩擦焊；所述激光清洗机构沿所述预设焊接路径设置于所述搅拌摩擦机构行进方向的前方，用于对所述待焊工件发射清洗激光；其中，所述清洗激光包括：第一激光束和第二激光束；所述第一激光束沿所述预设焊接路径对所述搅拌摩擦机构的预设搅拌范围进行激光清洗；所述第二激光束沿所述预设焊接路径对所述预设搅拌范围的周边区域进行激光清洗。2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊的焊接系统，其特征在于，所述搅拌摩擦机构包括：搅拌电机和搅拌头；所述搅拌电机驱动所述搅拌头对所述待焊工件施加搅拌摩擦焊；所述搅拌头的直径与所述预设搅拌范围的宽度相同。3.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊的焊接系统，其特征在于，所述周边区域在所述述预设搅拌范围的单侧宽度介于20至40mm之间。4.根据权利要求1至3任一所述的一种搅拌摩擦焊的焊接系统，其特征在于，所述激光清洗机构包括：第一激光器，所述第一激光器发射所述第一激光束和所述第二激光束。5.根据权利要求4所述的一种搅拌摩擦焊的焊接系统，其特征在于，所述第一激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铁浩，张贺，张风东，方喜风，张东，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：新型
国别省市：