一种激光诱导-双路MAG集装箱角焊缝焊接方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及到一种激光诱导

【技术实现步骤摘要】
一种激光诱导
‑
双路MAG集装箱角焊缝焊接方法和装置


[0001]本专利技术属于焊接
，具体涉及一种激光诱导
‑
双路MAG集装箱角焊缝焊接方法和装置。

技术介绍

[0002]角焊缝是焊接结构连接中较为重要的接头形式，与对接焊缝相比较,由于结构形状和受力情况不同，它可能承受不同的力，如:拉力、压力、剪力、弯矩等，角焊缝受力状况比对接焊缝差得多，尤其是焊缝根部和焊趾部位会形成巨大的应力集中，往往是形成开裂的主要因素。由于国家相关技术标准对角焊缝设计标准没有对接焊缝严格，通常只把其看作是联系焊缝，焊缝质量难以得到保证。因此角焊缝由于先天和后天的不足，使之成为焊接结构最薄弱的部位，使角焊缝质量问题在各类焊接结构中层出不穷，得不到有效的控制。角焊缝由于自身散热条件与对接焊缝有较大差别，角焊缝出现的问题有：（1）由于散热面积大于对接焊缝，焊缝冷却速度较快，使得焊缝根部容易产生未焊透；（2）面板和底板焊接时散热速度存在差异，易产生未熔合缺陷，一般焊工操作者常以对接焊缝办法来焊角焊缝，焊角焊缝应使电弧偏离面板，焊条角度偏向面板多停留一些时间，否则就会产生未熔合缺陷和咬边；（3）焊缝下榻，即由于能量过多，熔池金属因重力作用下榻，导致焊缝成型较差。
[0003]电弧焊接广泛用于各种材料连接，焊接过程稳定，但速度慢，精度低，在焊接角焊缝时，容易出现上述问题；而激光焊接具有高质量、高精度、低热输入及良好的柔韧性等优点，但成本高昂，且难以焊接高反射或高导热金属，接头间隙公差要求相对高，深熔焊中易形成气孔等缺陷。对于大结构、大厚板结构的角焊缝的作业要求来说，由于难以改变构件的焊接位置或姿态，无论是激光焊接、还是电弧焊接，上述问题很难避免，从而造成焊接效率低下。

技术实现思路

[0004]本专利技术首先要解决的技术问题是：提供一种激光诱导
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双路MAG集装箱角焊缝焊接方法，在保证熔深的情况下，提高熔敷效率和焊缝外观一致性，进而确保焊接质量的一致性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种激光诱导
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双路MAG集装箱角焊缝焊接方法，采用第一焊枪、第一激光器构造根部凹面，采用第二焊枪、第二激光器填坑并盖面，并采用如下具体步骤：a、先启动第一焊枪和第一激光器4，引燃第一焊枪的第一电弧，调节第一激光器发出的第一激光束的位置，使第一激光束位于第一焊枪前方且偏向于待焊接缝，引导第一电弧偏向第一激光束，同时引导第一焊枪和第一激光器沿待焊接缝同步向前移动，形成第一层焊道；b、第一焊枪和第一激光器同步前进一段距离后，启动第二焊枪和第二激光器，引燃第二焊枪的第二电弧，调节第二激光器发出的第二激光束的位置，使第二激光束位于第
二焊枪前方且偏向于待焊接缝，引导第二电弧偏向第二激光束，同时引导第二焊枪和第二激光器沿待焊接缝同步向前移动，形成第二层焊道；c、保持第一电弧和第二电弧的距离不变；d、调节第一焊枪和第二焊枪相对于水平面的倾斜角度，使第一焊枪与水平面的夹角大于第二焊枪与水平面的夹角，且差值大于15
°
；e、采用相机在焊缝下游端拍摄焊缝端面图像，通过图像处理获得焊缝高度H和宽度L的比值大小，当H/L小于0.8时，则提高第二焊枪的倾斜度，缩小第二焊枪与水平面的倾角；当H/L大于1.1时，则增加第二焊枪的电压，降低第二焊枪的电流。
[0006]作为一种优选方案，第一电弧的弧压大于第二电弧的弧压，第一电弧的电流小于第二电弧的电流，第一电弧的总功率大于第二电弧的总功率。
[0007]作为一种优选方案，第一激光束和第二激光束垂直入射焊接区。
[0008]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过双电弧协作，采用第一焊枪构造根部凹面，采用第二焊枪填坑并盖面，利用激光吸引电弧，提高焊接效率的同时，使电弧偏向角焊缝，产生对熔池金属的推力，使熔池金属不易下塌，从而形成良好且稳定的焊缝外部形态，进而确保焊接质量的一致性。
[0009]本专利技术进一步要解决的技术问题是：提供一种激光诱导
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双路MAG集装箱角焊缝焊接装置，以实现对角焊缝进行激光诱导
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双路MAG角焊缝焊接以及在焊接过程中对焊接参数的在线调控，实现保证熔深的情况下，提高熔敷效率和焊缝外观一致性，进而确保焊接质量的一致性。解决常规焊接装置无法实现焊接过程控制进而导致焊接质量波动大的技术问题。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种激光诱导
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双路MAG集装箱角焊缝焊接装置，用于实施上述焊接方法，括一条平行于角焊缝的轨道、滑动连接在轨道上且沿上下游方向排列的两个滑块、用于连接两个滑块的连接器以及用于驱动至少一个滑块沿轨道滑动的驱动机构，还包括一个用于控制驱动机构动作 的控制器，两滑块上分别连接有一块沿轨道宽度方向延伸的底板，两底板位于轨道同一侧，任一底板上开设有一个焊枪装配孔和一个激光器装配孔，焊枪装配孔位于激光器装配孔和滑块之间，且激光器装配孔位于焊枪装配孔的下游侧，焊枪装配孔和激光器装配孔均为长径垂直于轨道轴向的长孔，焊枪装配孔内通过平行于轨道的转轴转动连接有焊枪，激光器装配孔内竖向设置的激光器，底板上还连接有可驱动焊枪摆动的第二驱动电机，第二驱动电机与控制器电性连接，受控于控制器，所述转轴的一端从底板边缘伸出底板外并固定连接有一个大齿轮，所述第二驱动电机的输出轴延伸至底板边缘外并固定连接有与大齿轮啮合的小齿轮，所述焊枪与转轴固定连接，各焊枪上设置有倾斜角度传感器，各焊枪与激光器分别与控制器电性连接，受控于控制器，两底板中，位于前进方向前端的底板上固定连接有一根向前进方向延伸支架，支架前端连接有一个用于采集焊缝端面图像的相机，各倾斜角度传感器、相机分别与控制器电性连接，可与控制器进行数据交互。
[0011]作为一种优选方案，所述激光器固定连接在一个子滑块上，子滑块滑动连接在激光器装配孔内，子滑块可沿激光器装配孔的长径方向滑动，底板上设置有驱动子滑块滑动的第三驱动电机，第三驱动电机位于激光器装配孔的一端，第三驱动电机的输出轴上同轴连接有一根导向丝杆，导向丝杆平行于激光器装配孔长径且与子滑块螺纹连接，第三驱动
电机与控制器电性连接，受控于控制器。
[0012]作为一种优选方案，所述滑块的底面平行于水平面，底面上设置有至少一条垂直于轨道轴向的燕尾导轨，底板上表面开设有与燕尾导轨配合的燕尾槽，燕尾槽的长度大于燕尾导轨的长度，底板滑动连接在滑块底面，滑块上固定连接有一个第四电机，第四电机的输出轴平行于燕尾槽的轴向，底板上表面固定连接有一个与第四电机输出轴正对的牵引板，第四电机的输出轴端同轴连接有一根调节丝杆，调节丝杆穿过牵引板与牵引板螺纹连接，燕尾槽向远离焊枪装配孔的方向延伸至底板边缘，底板边缘可拆卸地连接有封闭燕尾槽端部开口的封板。
[0013]作为一种优选方案，所述滑块成“凹”字形，悬挂在轨道上，位于轨道两侧的滑块顶端分别向上延伸形成支撑板，所述驱动机构包括设置在两支撑板之间的一个主齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光诱导
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双路MAG集装箱角焊缝焊接方法，其特征在于，采用第一焊枪、第一激光器构造根部凹面，采用第二焊枪、第二激光器填坑并盖面，并采用如下具体步骤：a、先启动第一焊枪和第一激光器4，引燃第一焊枪的第一电弧，调节第一激光器发出的第一激光束的位置，使第一激光束位于第一焊枪前方且偏向于待焊接缝，引导第一电弧偏向第一激光束，同时引导第一焊枪和第一激光器沿待焊接缝同步向前移动，形成第一层焊道；b、第一焊枪和第一激光器同步前进一段距离后，启动第二焊枪和第二激光器，引燃第二焊枪的第二电弧，调节第二激光器发出的第二激光束的位置，使第二激光束位于第二焊枪前方且偏向于待焊接缝，引导第二电弧偏向第二激光束，同时引导第二焊枪和第二激光器沿待焊接缝同步向前移动，形成第二层焊道；c、保持第一电弧和第二电弧的距离不变；d、调节第一焊枪和第二焊枪相对于水平面的倾斜角度，使第一焊枪与水平面的夹角大于第二焊枪与水平面的夹角，且差值大于15
°
；e、采用相机在焊缝下游端拍摄焊缝端面图像，通过图像处理获得焊缝高度H和宽度L的比值大小，当H/L小于0.8时，则提高第二焊枪的倾斜度，缩小第二焊枪与水平面的倾角；当H/L大于1.1时，则增加第二焊枪的电压，降低第二焊枪的电流。2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，第一电弧的弧压大于第二电弧的弧压，第一电弧的电流小于第二电弧的电流，第一电弧的总功率大于第二电弧的总功率。3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，第一激光束和第二激光束垂直入射焊接区。4. 一种激光诱导
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双路MAG集装箱角焊缝焊接装置，用于实施上述权利要求1~3任一所述的焊接方法，其特征在于，包括一条平行于角焊缝的轨道（1）、滑动连接在轨道（1）上且沿上下游方向排列的两个滑块（2）、用于连接两个滑块（2）的连接器（3）以及用于驱动至少一个滑块（2）沿轨道（1）滑动的驱动机构（4），还包括一个用于控制驱动机构（4）动作 的控制器（12），两滑块（2）上分别连接有一块沿轨道（1）宽度方向延伸的底板（5），两底板（5）位于轨道（1）同一侧，任一底板（5）上开设有一个焊枪装配孔（6）和一个激光器装配孔（7），焊枪装配孔（6）位于激光器装配孔（7）和滑块（2）之间，且激光器装配孔（7）位于焊枪装配孔（6）的下游侧，焊枪装配孔（6）和激光器装配孔（7）均为长径垂直于轨道（1）轴向的长孔，焊枪装配孔（6）内通过平行于轨道（1）的转轴（8）转动连接有焊枪（9），激光器装配孔（7）内竖向设置的激光器（10），底板（5）上还连接有可驱动焊枪（9）摆动的第二驱动电机（11），第二驱动电机（11）与控制器（12）电性连接，受控于控制器（12），所述转轴（8）的一端从底板（5）边缘伸出底板（5）外并固定连接有一个大齿轮（13），所述第二驱动电机（11）的输出轴延伸至底板（5）边缘外并固定连接有与大齿轮（13）啮合的小齿轮（14），所述焊枪（9）与转轴（8）固定连接，各焊枪（9）上设置有倾斜角度传感器（31），各焊枪（9）与激光器（10）分别与控制器（12）电性连接，受控于控制器（12），两底板（5）中，位于前进方向前端的底板（5...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐爱雷，
申请(专利权)人：张家港市海星集装箱制造有限公司，
类型：发明
国别省市：