金属接合器系统、相关方法和产品技术方案

一种金属接合器系统包括电源和金属接合器。所述金属接合器包括清洁头、切割头、接合头和接缝精整器，它们中的每一者都通信地联接到所述电源。所述切割头和所述清洁头被配置为引导第一激光束以准备接合区域，并且所述接合头被配置为引导第二激光束以在所述接合区域中形成接缝。一种接合金属基底的方法包括：在邻接的金属基底中形成接合区域；在接缝准备阶段中将所述第一激光束引导到所述接合区域上；以及将所述第二激光束引导到所述接合区域上以形成焊缝。一种金属接合器的产品，即焊缝，所述产品在焊缝开始区域和焊缝弧坑区域处去除焊缝金属的一部分。缝金属的一部分。缝金属的一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属接合器系统、相关方法和产品
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年7月6日提交且标题为“金属接合器系统、相关方法和产品”的美国临时专利申请号62/705,580的权益，所述临时申请的内容特此以引用方式整体并入本文。


[0003]本申请涉及金属加工，并且，更具体地，涉及用于将金属基底接合在一起的系统和方法。

技术介绍

[0004]金属加工有时可包括利用接缝将两个(或更多个)金属基底接合在一起。作为一个示例，可使用接合工艺将两卷金属板接合在一起。此类接合工艺有时是连续铝卷加工中的机械接合工艺，机械接合工艺包括板重叠、局部板切割、弯曲以及将金属插入件放置在两个金属板的相邻边缘之间以将金属板接合在一起。使用此类工艺，由于金属插入件的尺寸或没有插入件时的强度，可能难以将薄规格的板接合在一起。同样可能难以将较厚规格的板接合在一起，因为插入件可能在后续加工期间脱落。例如，插入件的切割边缘可能粘在附近的辊上，这继而可能对金属板的表面质量产生负面影响。当机械接缝经历化学加工进行表面处理时，保留在机械接缝间隙处的任何隐藏化学残留物可能对板表面质量产生负面影响。此外，金属插入件增加接缝处的金属厚度，这可能需要在下游加工接缝的设备随后进行调整以考虑增加的金属厚度。例如，当具有增加的厚度的接缝通过张力整平辊时，张力整平辊可能需要提升以使较厚的接缝可通过张力整平器并且随后在接缝经过张力整平器后闭合。在这种情况下，将需要切掉未被张力整平辊加工的金属基底的长度(因为张力整平辊被提升)，以确保满足金属基底的所需品质。

技术实现思路

[0005]本专利所涵盖的实施方案由以下权利要求而非此
技术实现思路
限定。本
技术实现思路
是各种实施方案的高度概述并且介绍在以下具体实施方式章节中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
并非意图确认所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也非意图单独用于确定所要求保护的主题的范围。主题应通过参考本专利的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每项权利要求来理解。
[0006]根据一些实施方案，一种金属接合器系统包括电源和金属接合器。金属接合器包括切割头和接合头，所述接合头连接到切割头使得接合头与切割头一起移动。切割头通信地联接到电源并且通过将来自金属接合器的第一激光束引导到接合区域上来准备用于形成接缝的接合区域。接合头通信地联接到电源并且通过将来自金属接合器的第二激光束引导到接合区域上来在接合区域中形成接缝。在一些实施方案中，第二激光束的至少一个特性不同于第一激光束。
[0007]在一些实施方案中，金属接合器还可包括清洁头和/或接缝精整器。清洁头可定位在金属基底的底部上并且可将污染物从底部去除，包括但不限于油、润滑剂、灰尘、污垢等。在某些示例中，切割头定位在金属基底的顶部上。在各种示例中，清洁头和切割头可分开操作或运转以准备接合区域。接缝精整器可被定位为去除焊缝金属在焊缝开始、焊接弧坑和/或其他焊缝缺陷处的一部分。
[0008]根据某些实施方案，用于金属接合器系统的金属接合器包括切割头和接合头，接合头连接到切割头使得接合头随切割头移动。切割头通过将来自金属接合器的第一激光束引导到接合区域上来准备用于形成接缝的接合区域。接合头通过将来自金属接合器的第二激光束引导到接合区域上来在接合区域中形成接缝。在一些示例中，第二激光束的至少一个特性不同于第一激光束。
[0009]在各种实施方案中，金属接合器还可包括清洁头和/或接缝精整器。在某些示例中，前部清洁头可连接到切割头和尾部接合头两者并且以相同的运转速度移动。在此类实施方案中，清洁头、切割头和接合头可以相同的行进速度同时运转。在一些实施方案中，附接有前部清洁头的切割头准备接合区域。接缝精整器可被定位为去除焊缝金属在焊缝开始、焊接弧坑和/或其他焊缝缺陷处的一部分。
[0010]根据一些实施方案，用于金属接合器系统的金属接合器包括切割头，所述切割头通过将来自金属接合器的第一激光束引导到接合区域上来准备用于形成接缝的接合区域。金属接合器还包括接合头，所述接合头通过将来自金属接合器的第二激光束引导到接合区域上来在接合区域中形成接缝。在某些实施方案中，第二激光束的至少一个特性不同于第一激光束。在各种示例中，金属接合器在金属接合工艺期间能够沿行进路径移动，并且接合头接合到切割头使得接合头沿行进路径在切割头的下游。
[0011]在某些实施方案中，金属接合器还包括清洁头，所述清洁头从金属基底的底部去除污染物，包括但不限于油、润滑剂、灰尘、污垢等。在一些实施方案中，切割头定位在金属基底的顶部上方。在一些方面中，清洁头可以是前部部件并且切割头可以是尾部部件，并且前部清洁头和尾部切割头可以相同的行进速度同时运转。
[0012]根据各种实施方案，一种方法包括将第一金属基底的结束边缘与第二金属基底的开始边缘对齐，使得结束边缘的边缘表面邻接开始边缘的边缘表面。在某些实施方案中，对齐可选地小于或等于金属基底厚度的10％。作为非限制性示例，2mm厚的金属基底可具有0.2mm以内的对齐。在各种实施方案中，第一金属基底和第二金属基底的底部表面可选地在对齐时基本上水平对齐(例如，在最小规格的10％以内)。
[0013]对齐的结束边缘和开始边缘一起限定接合区域。所述方法包括通过利用切割头将第一激光束引导到接合区域上来准备用于接合的接合区域。所述方法还包括利用接合头将第二激光束引导到接合区域上以形成焊缝。第一激光束的至少一个特性不同于第二激光束。形成焊缝将第一金属基底与第二金属基底接合。
[0014]在一些实施方案中，所述方法还可包括利用定位在金属基底的底部上的清洁头将清洁工艺引导到接合区域上。所述方法还可包括通过引导来自定位在金属基底顶部上的切割头的第一激光束来准备用于接合的接合区域。所述方法还可包括将接缝精整器引导到接合区域上以去除焊缝金属在焊缝开始、焊接弧坑和/或其他焊缝缺陷处的一部分。
[0015]根据一些实施方案，焊缝将第一金属基底与第二金属基底接合。焊缝包括顶部焊
缝表面和底部焊缝表面。在一些示例中，顶部焊缝表面相对于第一金属基底的顶部表面且相对于第二金属基底的顶部表面凹陷，并且底部焊缝表面相对于第一金属基底的底部表面且相对于第二金属基底的底部表面凹陷。
[0016]在各种实施方案中，第一金属基底和第二金属基底可具有相同的厚度或不同的厚度。在某些实施方案中，焊缝将第一金属基底与第二金属基底接合。焊缝包括顶部焊缝表面和底部焊缝表面。在一些示例中，顶部焊缝表面相对于第一金属基底的顶部表面且相对于第二金属基底的顶部表面更厚，并且底部焊缝表面相对于第一金属基底的底部表面且相对于第二金属基底的底部表面更厚。超出第一金属基底顶部表面和第二金属基底顶部的额外焊缝金属厚度可选地不大于0.2mm和/或第一金属基底和第二金属基底两者的厚度的10％。超出第一金属基底的底部表面和第二金属基底的底部的额外焊缝金属厚度可选地不大于0.2mm和/或第一金属基底和第二金属基底两者厚度的10％。
[0017]根据某些实施方案，焊缝将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种金属接合器系统，其包括：电源；以及金属接合器，所述金属接合器包括：切割头，所述切割头通信地联接到所述电源并且被配置为通过将来自所述金属接合器的第一激光束引导到接合区域上来准备用于形成接缝的所述接合区域；以及接合头，所述接合头通信地联接到所述电源并且被配置为通过将来自所述金属接合器的第二激光束引导到所述接合区域上来在所述接合区域中形成所述接缝，其中所述接合头连接到所述切割头使得所述接合头随所述切割头移动。2.如权利要求1所述的金属接合器系统，其中所述接合区域包括第一金属基底和第二金属基底在金属接合工艺期间的接合边缘。3.如权利要求2所述的金属接合器系统，其还包括：控制器，所述控制器通信地联接到所述金属接合器，其中所述控制器被配置为控制所述切割头使得所述第一激光束在所述第一金属基底和所述第二金属基底的所述接合边缘之间形成间隙，并且其中所述间隙小于0.5mm。4.如权利要求2所述的金属接合器系统，其中所述接合区域还包括所述第一金属基底和所述第二金属基底中的每一者的顶部表面和底部表面，其中所述金属接合器系统还包括通信地联接到所述金属接合器的控制器，并且其中所述控制器被配置为控制所述切割头使得所述第一激光束被引导到所述顶部表面或所述底部表面中的至少一者上。5.如权利要求2所述的金属接合器系统，其中所述接合头被配置为在金属接合工艺期间将所述第二激光束引导到由第一金属基底和第二金属基底的所述接合边缘形成的接合区域上并在所述接缝区域处形成接缝。6.如权利要求1所述的金属接合器系统，其还包括通信地联接到所述金属接合器的控制器，并且其中所述控制器被配置为在从所述金属接合器引导所述第一激光束或所述第二激光束中的至少一者的同时使所述金属接合器沿行进路径以至少3米/分钟的速度移动。7.如权利要求1所述的金属接合器系统，其中所述第二激光束的至少一个特性不同于所述第一激光束，并且其中所述至少一个特性包括光束尺寸、光束强度或光束图案中的至少一者。8.如权利要求1所述的金属接合器系统，其中所述金属接合器能够沿行进路径移动，并且其中所述接合头连接到所述切割头使得在所述第二激光束被施加到所述行进路径上之前所述第一激光束被施加到所述行进路径上。9.如权利要求1所述的金属接合器系统，其还包括：清洁头，所述清洁头被配置为将清洁力引导到所述接合区域上并且将吸力施加到所述接合区域上。10.如权利要求9所述的金属接合器系统，其中所述清洁头被配置为将所述清洁力引导到所述接缝的顶部表面和底部表面中的至少一者上。11.如权利要求9所述的金属接合器系统，其中所述清洁力包括化学溶剂、压缩空气或激光束中的至少一者。12.如权利要求1所述的金属接合器系统，其还包括：接缝精整器，所述接缝精整器被配置为去除形成所述接缝的焊缝开始或形成所述接缝的所述焊缝的结束的一部分。13.如权利要求1所述的金属接合器系统，其中所述金属接合器还包括清洁头，所述清
洁头被配置为通过将来自所述清洁头的清洁力引导到所述接合区域上来准备所述接合区域。14.如权利要求13所述的金属接合器系统，其中所述接合头连接到附接有所述清洁头的所述切割头，使得所述接合头与所述切割头同时或分开移动。15.如权利要求13所述的金属接合器系统，其中所述金属接合器还包括接缝精整器，所述接缝精整器通信地联接到所述电源并且被配置为去除所述接缝的焊缝开始区域或弧坑区域中的一者或多者处的金属。16.一种用于金属接合器系统的金属接合器，所述金属接合器包括：切割头，所述切割头被配置为通过将来自所述金属接合器的第一激光束引导到接合区域上以在所述接合区域中形成间隙，来准备用于形成接缝的所述接合区域；以及接合头，所述接合头被配置为通过将来自所述金属接合器的第二激光束引导到所述接合区域上来在所述接合区域中形成所述接缝，其中所述接合头连接到所述切割头使得所述接合头随所述切割头移动。17.如权利要求16所述的金属接合器，其中所述第二激光束的至少一个特性不同于所述第一激光束，并且其中所述至少一个特性包括光束强度、光束尺寸或光束图案中的至少一者。18.如权利要求16所述的金属接合器，其中所述金属接合器能够沿行进路径移动，并且其中所述接合头连接到所述切割头使得在所述第二激光束被施加到所述行进路径上之前所述第一激光束被施加到所述行进路径上。19.如权利要求16所述的金属接合器，其中所述接合区域包括第一金属基底和第二金属基底，并且其中所述接合头被配置为形成具有的厚度小于所述第一金属基底的厚度并且小于所述第二金属基底的厚度的接缝。20.如权利要求16所述的金属接合器，其中所述金属接合器还包括清洁头和接缝精整器，其中所述接缝精整器被配置为从所述接合区域去除所述接缝的一部分。21.如权利要求20所述的金属接合器，其中所述接合头连接到所述切割头，使得所述接合头与所述切割头同时或分开移动。22.一种金属接合器系统，其包括：如权利要求16所述的金属接合器；控制器，所述控制器通信地联接到所述金属接合器；以及电源，所述电源通信地联接到所述切割头和所述接合头。23.一种方法，其包括：将第一金属基底的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林德超，D，
申请(专利权)人：诺维尔里斯公司，
类型：发明
国别省市：