专利名称：铝合金激光焊接送丝机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光焊接送丝机构，属于激光加工配套装置领域。
背景技术：
随着科学技术的发展，在航空航天、航海和汽车等运输制造业中，为了减轻运载工具的自重，提高运输能力，越来越多的采用轻金属材料。高强铝合金作为一种重要的轻金属材料，以其优良的物理、化学和机械性能，在运输制造业中被广泛使用。长期以来，铝合金板材结构的连接目前仍然使用落后的铆接工艺，造成结构自重增加，而采用传统的熔焊方法焊接铝合金，焊接结构变形量大，焊接接头性能差。由于激光焊接激光能量密度高，焊缝深宽比大，作用区域小，得到的焊缝热影响区域小，大大降低了焊接结构的变形，激光焊接得到越来越广泛的应用。铝合金激光焊接也不可避免地存在一般熔焊经常遇到的焊缝气孔、焊接热裂纹和接头软化等问题。采用填充焊丝的铝合金激光焊接，由于焊丝的使用，一方面改变了焊缝的成分，细化了焊缝晶粒，显著提高了焊缝抗裂纹性能。一方面，焊缝硬度也有了较大的提高，甚至超过母材的硬度。另一方面，降低了铝合金激光深熔焊接的临界功率密度，有利于深熔焊接的稳定性。同时，有利于改善焊接结构的应力变形，表面成型质量有了较大的提高。铝合金激光填丝焊，不同于一般弧焊，其聚焦光斑直径很小，一般在1mm以下，铝焊丝的局部摆动会使焊接过程不稳定甚至会中断，因此要求送出的铝焊丝具有良好的刚直性和指向性。
送丝机构是送丝工艺中不可缺少的装置，现有的送丝机构可分为三种推丝式、拉丝式和推-拉丝式。它们是利用一对送丝轮或两对以上的送丝轮与焊丝之间的摩擦力来送丝。目前，这些送丝机构主要是用于弧焊，对于弧焊来说，焊丝局部的摆动不对焊接过程造成明显的影响。而铝合金激光填丝焊，由于铝焊丝较软，铝焊丝与送丝滚轮的接触面积小，送出时极易被压扁和弯曲，经导丝咀后严重影响铝焊丝的指向性，铝焊丝在激光聚焦光斑附近偏摆，同时也增加了铝焊丝在导丝咀内的阻力甚至出现堵丝。
如图2所示为一个现有技术推丝式的铝合金激光焊接用送丝机构原理图，它包括下压滚轮1、铝焊丝2、上压滚轮3和主动轮9。这种送丝机构的缺点是，送丝机构的下压滚轮1和上压滚轮3与铝焊丝2的接触为点接触，接触面积小，施焊前反复调整压紧轮的压力大小，压力过小滚轮与铝焊丝之间打滑，致使送丝不均匀；压力过大造成铝焊丝有压痕或变形，铝焊丝进入导丝咀后阻力增大，铝焊丝在光斑附近偏摆，甚至出现堵丝，影响焊接过程的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可实现送出的铝焊丝不变形，具有良好的刚直性和指向性的激光焊接用送丝机构。本发明不仅送丝力大、可远距离送丝，而且还可以校直铝焊丝，从而保证铝合金激光焊接的稳定性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是包括机架6、及连接在机架6上的主动轮9、从动轮8、电机4、减速器5，上压滚轮3、下压滚轮1，还包括沿送丝方向依次设置的调节位置轮13、纵向校直滚轮组7a、横向校直滚轮组7b、设置在上压滚轮3和铝焊丝2之间、下压滚轮1和铝焊丝2之间的两条夹送平带10；其中，电机4和减速器5固定在机架6的下方，电机4固定连接在减速器5上，电机4的输出轴与减速器5的输入孔连接，主动轮9连接在减速器5的输出轴上，两条夹送平带10分别连接在两对主动轮9和从动轮8上。
上述夹送平带10表面耐磨具有校直功能。
上述夹送平带10的下压滚轮1和从动轮8对其压力均可以调节。
上述调节位置轮13通过其下方的调节螺钉可调节铝焊丝2的入口高度。
在上述下压滚轮1、上压滚轮3、从动轮8中间均开有防止铝焊丝2在夹送平带夹送过程中有纵向位移的圆弧状凹槽。
为了便于调节送丝速度和保证送丝速度的稳定性，电机4可采用交流伺服电机。
上述纵向校直滚轮组7a和横向校直滚轮组7b两个校直方向的锐角为80°～90°。每个校直滚轮组都包括有5～9个分两排交错布置的校直滚轮，其中，固定滚轮数等于可调滚轮数或比可调滚轮数多1个，3～5个为固定滚轮，其心轴固定在机架6上，另外2～4个为位置可调滚轮以便调节校直铝焊丝，其心轴固定在通过调节螺钉12调节的滑块11上。此外，当两个校直方向的角度为90°，每个校直滚轮组都有4个固定滚轮和3个可调滚轮时方案最佳。
本发明的有益效果是，通过采用多对上压滚轮和下压滚轮压紧较软的夹送铝焊丝的平带，增加了铝焊丝与平带的接触面积，降低了铝焊丝单位面积的压力，送出的铝焊丝不变形、送丝力大，能远距离送丝；另外，本发明通过校直机构校直铝焊丝，送出的铝焊丝具有良好的刚直性，从而保证激光焊接填充铝焊丝的稳定性。本发明是一种操作简单、能远距离送丝、所送较软铝焊丝不变形，送丝稳定可靠，具有校直功能的激光焊接用送丝机构。
图1为本发明铝合金激光焊接送丝机构结构示意图；图中1、下压滚轮 2、铝焊丝 3、上压滚轮 4、电机 5、减速器6、机架 7a、纵向校直滚轮组 7b、横向校直滚轮组 8、从动轮9、主动轮 10、夹送平带 11、滑块 12、调节螺钉 13、调节位置轮图2为推式对滚轮送丝原理图；其中1、下压滚轮 2、铝焊丝 3、上压滚轮 9、主动轮。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
本发明铝合金激光焊送丝机构的实施例结构示意图如图1所示，包括机架6、及连接在机架6上的主动轮9、从动轮8、电机4、减速器5，上压滚轮3、下压滚轮1，还包括沿送丝方向依次设置的调节位置轮13、纵向校直滚轮组7a、横向校直滚轮组7b、设置在上压滚轮3和铝焊丝2之间、下压滚轮1和铝焊丝2之间的两条夹送平带10；其中，电机4和减速器5固定在机架6的下方，电机4固定连接在减速器5上，电机4的输出轴与减速器5的输入孔连接，主动轮9连接在减速器5的输出轴上，两条夹送平带10分别连接在两对主动轮9和从动轮8上。铝焊丝在两条夹送平带10的夹送下经公知的导丝管送出。
上述下压滚轮1和从动轮8对夹送平带10的压力可以调节，结构为下压滚轮1和其中一个从动轮8的心轴连接在嵌在机架6上的滑块11上，滑块11与设置在机架侧面的调节螺钉12连接，通过调节螺钉12可使滑块移动，从而调节下压滚轮1和从动轮8对夹送平带10的压力。夹送平带10靠两侧对称放置的压滚轮、从动轮对其的压力夹紧铝焊丝。由于夹送平带10较软且与铝焊丝的接触面积大，故送出的铝焊丝不变形、送丝力大，能远距离送丝。
为了校直铝焊丝，沿送丝方向在送丝入口处依次有调节位置轮13、角度成90°的纵向校直滚轮组7a和横向校直滚轮组7b。调节位置轮13的心轴连接在嵌在机架6上的滑块11上，滑块11与设置在机架下面的调节螺钉12连接，通过调节螺钉12可使滑块移动，从而调节调节位置轮13对铝焊丝2的高度。每个校直滚轮组都包括有7个分两排交错布置的校直滚轮。铝焊丝在夹送平带10带动送出的过程中，先通过校直机构进行校直。本实施例中，上述每个校直滚轮组中有个4为固定滚轮，其心轴固定在机架6上，另外3个为位置可调滚轮，其心轴固定在位置可调节的另一滑块11上。
权利要求
1.一种铝合金激光焊接送丝机构，包括机架(6)、及连接在机架(6)上的主动轮(9)、电机(4)、减速器(5)，上压滚轮(3)、下压滚轮(1)；其中，电机(4)固定连接在减速器(5)上，电机(4)的输出轴与减速器(5)的输入孔连接，主动轮(9)连接在减速器(5)的输出轴上；其特征在于还包括沿送丝方向依次设置的纵向校直滚轮组(7a)、横向校直滚轮组(7b)、设置在上压滚轮(3)和所送的铝焊丝(2)之间、下压滚轮(1)和所送的铝焊丝(2)之间的两条夹送平带(10)；其中，两条夹送平带(10)分别连接在两对主动轮(9)和从动轮(8)上。
2.根据权利要求1所述的铝合金激光焊接送丝机构，其特征在于纵向校直滚轮组(7a)和横向校直滚轮组(7b)的两个校直方向所夹的锐角为80°～90°。
3.根据权利要求1所述的铝合金激光焊接送丝机构，其特征在于两个方向的校直滚轮组都由交错分布的固定滚轮和可调节滚轮组成。
4.根据权利要求3所述的铝合金激光焊接送丝机构，其特征在于每个校直滚轮组包括5～9个校直滚轮，其中固定滚轮数等于可调滚轮数或比可调滚轮数多1个。
5.根据权利要求1所述的铝合金激光焊接送丝机构，其特征在于下压滚轮(1)或上压滚轮(3)和与其位于一侧的从动轮为位置可调滚轮，其心轴安装在嵌在机架(6)内、通过调节螺钉(12)调节的滑块(11)上。
6.根据权利要求1所述的铝合金激光焊接送丝机构，其特征在于该送丝机构有2～4对上压滚轮(3)和下压滚轮(1)。
7.根据权利要求1所述的铝合金激光焊接送丝机构，其特征在于下压滚轮(1)、上压滚轮(3)、从动轮(8)的中间均开防止金属丝(2)纵向位移的圆弧状凹槽。
8.根据权利要求1所述的铝合金激光焊接送丝机构，其特征在于在校直滚轮组前，送丝入口处，设有调节金属丝高度的调节位置轮(13)。
9.根据权利要求1所述的铝合金激光焊接送丝机构，其特征在于所述的电机(4)为交流伺服电机。
全文摘要
本发明是一种铝合金激光焊接送丝机构。包括有机架(6)、纵向校直滚轮组(7a)、横向校直滚轮组(7b)、主动轮(9)、从动轮(8)、夹送平带(10)、上压滚轮(3)、下压滚轮(1)、电机(4)、减速器(5)，其中电机的输出轴连接在与机架连接的减速器的输入孔上，一个主动轮连接在减速器的输出轴上。铝焊丝在夹送平带的夹送下送出。本发明采用多对上压滚轮和下压滚轮压紧夹送平带实现自动送丝的结构，增加了铝焊丝与平带的接触面积，而且平带对金属丝的压力可以调整，因此，本发明送出的铝焊丝不变形、送丝力大。此外，本发明通过校直机构校直金属丝，从而可以保证送出的金属丝具有良好的刚直性和指向性。
文档编号B23K9/133GK1775450SQ200510132110
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年12月16日
发明者肖荣诗, 江玉军, 杨武雄, 武强, 陈铠 申请人:北京工业大学