【技术实现步骤摘要】
本申请涉及激光焊接领域，特别涉及一种高强钢激光飞行焊工艺及焊接系统。
技术介绍
1、lsw激光飞行焊（laser scanner welding，激光扫描焊接），这是近年来出现在国内外市场上的一种新型高效焊接技术，lsw激光飞行焊（laser scanner welding，激光扫描焊接），之所以被称为飞行焊，原因是其扫描头可以从500mm以外的位置，不移动扫描头的情况下通过扫描镜的运动进行类似光扫描的焊接。具体来说，激光扫描焊接是一种利用高速扫描振动透镜加工长工作距离的激光焊接方法。其定位精度高，时间短，焊接速度快，效率高；不会与焊接夹具发生干涉，光学镜片污染较小；可以定制任意形状的焊缝，以优化结构强度。一般焊缝没有气体保护，飞溅较大。广泛应用于车身板件、镀锌钢板等产品的薄型高强度钢板。
2、但是，将现有的激光飞行焊应用在高强钢上，容易出现焊接之后连接强度差、开裂、断裂等问题，是本领域的技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
1、本申请的一个目的在于提供一种焊接强度好、不易断裂的高强钢激光飞行焊工艺。
2、本申请的另一个目的在于提供一种焊接强度好、不易断裂的高强钢激光飞行焊的焊接系统。
3、为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：
4、一种高强钢激光飞行焊工艺，包括以下步骤：
5、s100.固定工序：将两块待焊接的钢板拼合并固定设置在焊接平台上，且两块所述钢板的拼合位置界定一拼接线，所述拼接线为直线；
6、s
7、s300.焊接工序：利用激光焊接头沿所述拼接线方向焊接所述钢板，同时绕y轴旋转所述焊接平台，使所述焊接平台和所述激光焊接头发射的激光射线处于垂直状态，并沿所述拼接线方向形成焊缝。
8、值得一提的是，激光焊接头指的是激光飞行焊的焊接头，其和普通激光焊接头不同，通常其内部设置有多个可以旋转的反射镜，通过多个不同角度的反射镜反射激光，从而使激光发射到待焊接的位置，通常情况下，该激光焊接头在焊接工序中保持静止状态，通过改变内部反射镜的角度，从而改变激光的发射角度和到达位置，进而使激光的到达位置能沿拼接线方向进行移动，实现焊接工序并形成焊缝。
9、另外，为便于理解，在本申请中具有两种坐标系，分别是xyz坐标系和前后左右上下坐标系，其中xyz坐标系为相对坐标系，其建立在焊接平台上，随焊接平台的转动而转动；前后左右上下坐标系为绝对坐标系，其建立在底座上，不会随焊接平台的转动而转动，因此两个坐标系之间会产生相对运动（转动）。
10、专利技术人进一步分析现有激光飞行焊技术应用在高强钢上，容易出现连接强度差、开裂、断裂等问题的原因，发现高强钢具有较高的碳当量和强度，其本身的强度较高，在两块板焊接完成后，焊缝所在位置为焊接成型的高强钢的强度最薄弱处，容易出现应力集中等问题，另外，由于激光飞行焊技术的局限性，使激光焊接头发射的激光并不总是垂直入射到工件（也即高强钢板）上面，从而影响了焊接熔池的空间形状，造成焊缝各个位置的焊接熔池形状不一，进而使得焊缝各个位置的连接强度不同，造成强度较低的位置容易出现变形、开裂等问题，影响高强钢的焊接稳定性和耐用性。
11、值得一提的是，两块高强钢板拼合，其拼接线为一具有斜率的直线，并且针对不同的钢板其拼接线具有不同的斜率。现有技术中，如果直接利用激光焊接头使其发射出的激光的到达位置能沿不同斜率的拼接线移动，需要控制激光焊接头的反射镜（同一反射镜）绕多个不同的旋转轴进行旋转，其响应速度较慢，控制难度较高，制造成本较高，或者需要同时糅合直线运动和旋转运动，以达到激光焊接头使其发射出的激光的到达位置能沿不同斜率的拼接线移动的目的，造成激光焊接头成本高、体积大等问题。
12、基于此，本申请的专利技术人开发了一种高强钢激光飞行焊工艺，具有以下有益效果：
13、（1）通过调整工序，使焊接平台能绕z轴方向转动，并使拼接线沿前后方向设置，因此对于不同斜率的拼接线，通过调整工序调整后，均能使拼接线沿前后方向设置，因此在后续焊接工序中，对激光焊接头内的激光光束射出的角度和方位控制的需求减少，针对不同斜率的拼接线，只需要经过计算和多次重复实验，拟合出激光焊接头内部的反射镜转动的轨迹，从而在针对不同斜率的拼接线时，均能实现重复焊接、焊接精度高、控制需求小、成本低的目的；
14、（2）在焊接工序中，通过在焊接同时绕y轴旋转焊接平台，使焊接平台和激光焊接头发射的激光射线处于垂直状态，从而保证了在焊接过程中，射出的激光光束始终垂直于激光焊接平台，从而使得焊缝各个位置的熔接池的空间形状较为一致，进而使得焊缝各个位置的强度较为一致，避免由于部分位置的强度较低，造成容易断裂的问题，影响焊接成型的高强钢板的质量和耐用性。
15、使用上述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，所述焊接系统包括：
16、焊接平台，待焊接的钢板适于拼合并固定设置在所述焊接平台上，所述焊接平台的上部设置有激光焊接头，所述激光焊接头适于焊接拼合后的所述钢板；
17、旋转组件，所述旋转组件设置在所述焊接平台的下部，所述旋转组件适于驱动所述焊接平台绕z轴转动，并使两块所述钢板拼合后形成的拼接线沿前后方向设置，且所述激光焊接头设置在所述拼接线中点位置的上方；
18、倾角转换组件，所述倾角转换组件设置在所述焊接平台的两侧，所述倾角转换组件适于驱动所述焊接平台绕y轴转动，从而使所述焊接平台和所述激光焊接头发射的激光射线处于垂直状态，并沿所述拼接线方向形成焊缝。
19、使激光焊接头设置在拼接线中点位置的上方，可以使得后续控制激光焊接头内射出的激光光束的发射角度较为容易，并且后期计算需要控制倾角转换组件的转动角度较为容易，减少控制难度，降低控制成本，并使得焊接系统的稳定性和耐用性得到进一步的提高。
20、另外设置倾角转换组件驱动焊接平台绕y轴转动，而不是驱动焊接平台绕左右方向转动（绕左右方向转动，指的是该旋转轴沿左右方向延伸），具有以下好处：其一，倾角转换组件可以安装在焊接平台上，并随焊接平台一起转动，从而减少本申请的焊接系统的复杂性，并使结构更加简单，避免多个构件出现干涉等问题，造成本申请的焊接系统的内部体积不必要的增加；其二，由于采用的激光焊接头是利用飞行焊原理制成的，因此可以通过控制内部反射镜的旋转角度实现对射出的激光光束的角度的控制，从而实现激光光束垂直于焊接平台设置的目的，进而实现激光光束能垂直于拼接线设置并沿拼接线的方向而改变。
21、而且，由于调整工序的设置，可以在s200步骤后，使拼接线能沿前后方向设置，对于内部具有两个反射镜的激光焊接头而言，只需要控制各个反射镜的沿某一固定轴转动，即可以实现激光光束垂直于焊接平台设置的目的；而不需要控制单个反射镜沿多个固定轴转动，实现拼接线追踪的目的，在s300工序开始前，可以调整两个反射镜的位置，使激光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强钢激光飞行焊工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.使用如权利要求1所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述焊接系统包括：
3.如权利要求2所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述焊接平台包括第一镜像面和第二镜像面，所述第一镜像面平行于YOZ平面设置，所述第二镜像面平行于XOZ平面设置，所述焊接平台分别沿所述第一镜像面和所述第二镜像面成对称设置，所述第一镜像面和所述第二镜像面之间的交线界定一相交轴，所述激光焊接头设置在所述相交轴上，两块所述钢板的拼接线和所述相交轴具有一相交点，且所述相交点为所述拼接线的中点。
4.如权利要求3所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述焊接平台的上部设置有中部锁紧机构，所述中部锁紧机构居中设置在所述焊接平台的顶部并与所述焊接平台沿Z轴方向可活动地连接，所述中部锁紧机构的中部沿Z轴方向贯穿设置有一长条形的让位孔，所述让位孔具有沿X轴方向延伸的中轴线，所述中部锁紧机构的左右两侧设置有边缘锁紧机构，所述边缘锁紧机构上设置有适于容纳所述中部锁紧机构的让位腔，所
5.如权利要求4所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述边缘锁紧机构的下部设置有具有弹性的真空碗，且所述真空碗的碗口朝下设置，所述真空碗的内壁界定一容纳腔，所述真空碗的碗底设置有一连通所述容纳腔的气流通口，当需要固定所述焊接平台和所述钢板时，所述边缘锁紧机构适于沿Z轴向下运动，使所述边缘锁紧机构压紧所述钢板，并使气体沿所述气流通口流出所述容纳腔，从而使所述真空碗吸附在所述钢板或所述焊接平台上；当需要分离所述焊接平台和所述钢板时，使气体沿所述气流通口进入所述容纳腔，从而使所述真空碗与所述钢板或所述焊接平台分离；所述真空碗包括第一真空碗和第二真空碗，所述第二真空碗设置在所述第一真空碗的外侧，所述第一真空碗适于控制所述边缘锁紧机构吸附在所述钢板上，所述第二真空碗适于控制所述边缘锁紧机构吸附在所述焊接平台上。
6.如权利要求4所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述焊接平台包括旋转底座和工作台，所述旋转底座上沿Z轴方向可滑动地设置有N个支脚（满足N=2n，n为大于0的自然数），所述支脚两两一组并沿X轴方向设置在所述工作台底部的左右两侧，且各组所述支脚均沿所述第一镜像面镜像对称设置，所述旋转底座的左右两侧沿Y轴方向设置有旋转轴，所述工作台通过所述旋转轴与所述旋转底座可转动地连接，且所述旋转轴居中设置在所述工作台的左右两侧；所述倾角转换组件包括推拉块和推拉驱动源，所述推拉块具有n个，所述推拉块包括沿X轴对向设置的第一斜块和第二斜块，所述第一斜块和所述第二斜块之间设置有一连接杆， 所述第一斜块和所述第二斜块的顶部相对设置有第一斜面，所述第一斜面与YOZ斜面之间具有夹角α（满足0°＜α＜90°），各组所述支脚的两侧分别设置有与所述第一斜面匹配的第二斜面，所述第二斜面与YOZ斜面之间也具有夹角α，所述第一斜面适于抵触所述第二斜面，所述推拉驱动源适于驱动所述推拉块沿X轴方向运动，从而使所述第一斜块和所述第二斜块与所述支脚的接触位置发生改变，进而改变各组所述支脚的相对高度，最终改变所述工作台绕Y轴转动的角度。
7.如权利要求6所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述支脚至少具有两组，并沿所述第二镜像面镜像分布在在所述工作台的底部。
8.如权利要求7所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述推拉驱动源为液压缸，所述推拉驱动源具有N个，并分别设置在所述推拉块的外侧。
9.如权利要求6所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述焊接系统还包括底座，所述旋转组件设置在所述底座上，所述旋转组件适于驱动所述旋转底座转动，进而带动所述工作台转动；所述旋转组件包括直线驱动源和驱动平台，所述直线驱动源适于驱动所述驱动平台沿前后方向运动，所述驱动平台上设置有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆沿左右方向固定安装在所述驱动平台上，所述第二连杆的一端与所述第一连杆的端部...
【技术特征摘要】
1.一种高强钢激光飞行焊工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.使用如权利要求1所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述焊接系统包括：
3.如权利要求2所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述焊接平台包括第一镜像面和第二镜像面，所述第一镜像面平行于yoz平面设置，所述第二镜像面平行于xoz平面设置，所述焊接平台分别沿所述第一镜像面和所述第二镜像面成对称设置，所述第一镜像面和所述第二镜像面之间的交线界定一相交轴，所述激光焊接头设置在所述相交轴上，两块所述钢板的拼接线和所述相交轴具有一相交点，且所述相交点为所述拼接线的中点。
4.如权利要求3所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述焊接平台的上部设置有中部锁紧机构，所述中部锁紧机构居中设置在所述焊接平台的顶部并与所述焊接平台沿z轴方向可活动地连接，所述中部锁紧机构的中部沿z轴方向贯穿设置有一长条形的让位孔，所述让位孔具有沿x轴方向延伸的中轴线，所述中部锁紧机构的左右两侧设置有边缘锁紧机构，所述边缘锁紧机构上设置有适于容纳所述中部锁紧机构的让位腔，所述边缘锁紧机构与所述焊接平台沿z轴方向可活动地连接，当进行固定工序时，所述边缘锁紧机构适于沿z轴向下运动，使所述边缘锁紧机构压紧所述钢板，从而使所述边缘锁紧机构、所述钢板和所述焊接平台处于相对固定状态；当进行调整工序时，所述旋转组件适于驱动所述焊接平台绕z轴转动，并使所述中轴线在水平面上的投影与所述拼接线在水平面上的投影重合，随后驱动所述中部锁紧机构下移，使所述中部锁紧机构侵入所述让位腔中，并使所述中部锁紧机构压紧所述钢板，从而使所述中部锁紧机构、所述钢板和所述焊接平台处于相对固定状态。
5.如权利要求4所述的一种高强钢激光飞行焊工艺的焊接系统，其特征在于：所述边缘锁紧机构的下部设置有具有弹性的真空碗，且所述真空碗的碗口朝下设置，所述真空碗的内壁界定一容纳腔，所述真空碗的碗底设置有一连通所述容纳腔的气流通口，当需要固定所述焊接平台和所述钢板时，所述边缘锁紧机构适于沿z轴向下运动，使所述边缘锁紧机构压紧所述钢板，并使气体沿所述气流通口流出所述容纳腔，从而使所述真空碗吸附在所述钢板或所述焊接平台上；当需要分离所述焊接平台和所述钢板时，使气体沿所述气流通口进入所述容纳腔，从而使所述真空碗与所述钢板或所述焊接平台分离；所述真空碗包括第一真空碗和第二真空碗，所述第二真空碗设置在所述第一真空碗的外侧，所述第一真空碗适于控制所述边缘锁紧机构吸附在所述钢板上，所述第二真空碗适于控制所述边缘锁紧机构吸附在所述焊接平台上。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌龙，王洋，李龙智，张喜平，朱军启，金伟伟，任鹏，
申请(专利权)人：宁波吉宁汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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