本发明涉及一种激光焊接，具体是一种采用激光清洗前处理工艺的激光焊接装置及方法。
背景技术：
随着工业激光产业的快速发展，市场对激光加工技术的要求越来越高，作为一种相对新颖的连接工艺，激光焊接技术有着巨大的创新潜力。激光焊接技术在工业加工领域的应用前景日益广泛，技术日益成熟，已成为集光、机、电、计算机和材料等多个学科技术于一体的先进制造方法。由于激光焊接符合优质、低耗、高效、清洁、热影响区窄、接头变形小、操作灵活等技术发展方向，21世纪将逐渐成为激光焊接的时代，激光焊接的发展前景无可限量。
对于激光焊接材料表面的氧化物薄膜、油漆等污染物，焊前必须去除，否则会直接影响到焊接效果。一般最简单的方法是机械打磨，如用砂纸，钢丝球等在表面打磨，超声波水洗等，但是机械方法一般都除不净。或者使用化学去除法，如用强酸强碱去除氧化膜，用偶联剂前处理液处理氧化层，用丙酮去除油污等。但是化学去除法相对程序繁杂，不利环保。
激光清洗技术的优点与传统清洗技术相比是显而易见的：(l)在不损伤基底的情况下，有效地清洗基底表面微米和亚微米尺寸的颗粒；(2)由于激光波长、脉宽、光斑大小、作用时间和作用方式等的灵活可调性，可适用于各种清洗对象，并可实现精确定位清洗；(3)不使用有毒有害试剂，不污染环境，对人体健康无损，是一种“绿色”无污染的清洗方式；(4)非接触式的作用方式，不会给基底带来附加污染和损伤；(5)可采用大光斑、扫描方式清洗，清洗效率高；(6)为在线清洗提供了一种可能性；(7)可利用光纤传输，实现远距离清洗，清洗到传统方式不能到达的地方；(8)成本低等。因此，激光清洗技术具有清洗金属材料废料的巨大潜力，并相比于其它清洗技术具有很多优点。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提供一种基于激光清洗前处理的激光焊接装置及方法，用于显著提高焊接的焊缝质量。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种基于激光清洗前处理的激光焊接装置，包括传送带、夹持及吸附装置、激光清洗装置、激光焊接装置，传送带上面前部设有激光清洗工作区，后部设有激光焊接工作区，激光清洗工作内装有激光清洗装置，激光焊接工作区内装有激光焊接装置；所述传送带上面吸附有用于固定两块待焊金属薄板的对接加工焊接口的夹持及吸附装置；
激光清洗装置由机器视觉系统、脉冲激光器、光束传输系统A、光束聚焦系统A、控制系统A组成，机器视觉系统设有扫描头，扫描头用于采集进入激光清洗工作区和焊接工作区域的待焊金属薄板的图像信息，扫描头通过光束聚焦系统A、光束传输系统A连接脉冲激光器，用于将图像信息通过光束聚焦后传输给脉冲激光器，机器视觉系统通过控制系统A连接脉冲激光器，用于控制脉冲激光器对进入激光清洗工作区的待焊金属薄板拼接的区域进行自动清洗处理。
激光焊接装置由连续激光器、光束传输系统B、光束聚焦系统B、控制系统B、焊接头组成，连续激光器通过光束传输系统B、光束聚焦系统B连接焊接头，连续激光器通过控制系统B连接机器视觉系统，机器视觉系统通过控制系统B控制进入指定的激光焊接工作区域的待焊金属薄板进行焊接。
激光焊接装置还包括保护气体瓶及保护气体管道，所述的保护气体管道的出口设置在待焊金属板的焊缝处。
一种基于激光清洗前处理的激光焊接方法，包括以下步骤：
步骤1：固定工件，用夹持及吸附装置将两块待焊金属薄板的对接加工焊接口固定，将夹持及吸附装置固定在传送带上，并设定待焊金属薄板传送速度；
步骤2：激光清洗前处理，机器视觉系统采集待焊金属薄板的图像信息，当待焊金属薄板传送到指定清洗位置区域时，脉冲激光器自动开启，对待焊金属薄板表面进行除锈、除油漆清洗；
步骤3：激光焊接，机器视觉系统继续采集待焊金属薄板的图像信息，当待焊金属薄板传送到指定焊接位置区域时，在保护气体的保护下，连续激光器自动开启，对待焊金属薄板进行焊接。
上述步骤中，待焊金属薄板传动到指定清洗位置区域和指定焊接位置区域，是由机器视觉系统实时侦测待焊金属薄板在传输带上的位移位置获得。
上述步骤3中激光焊接采用直线拼焊的激光非穿透焊接。
本发明至少包括以下有益效果：
由于采用了激光清洗工艺在焊接前对待焊接的材料表面进行除锈除漆处理，其能够提高焊接接头焊缝质量；
由于采用了激光清洗和激光焊接一体化装置，并通过机器视觉图像采集及定位技术，可以精确定位激光清洗与焊接的工作区域，实现自动化清洗及焊接，提高了该装置的工作效率及稳定性，从而提高焊接的效率，经济效益明显，有着广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的激光清洗前处理的激光焊接装置的结构示意图；
图2是本发明的激光焊接方法的流程方框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种基于激光清洗前处理的激光焊接装置，包括传送带1、夹持及吸附装置2、机器视觉系统3、激光清洗装置4、脉冲激光器5、光束传输系统A6、光束聚焦系统A7、控制系统A8、扫描头9、激光焊接装置10、连续激光器11、光束传输系统B12、光束聚焦系统B13、控制系统B14、焊接头15、保护气体瓶16及保护气体管道。
传送带1上面前部设有激光清洗工作区，后部设有激光焊接工作区，激光清洗工作内装有激光清洗装置4，激光焊接工作区内装有激光焊接装置10；所述传送带1上面吸附有用于固定两块待焊金属薄板的对接加工焊接口的夹持及吸附装置2。
激光清洗装置4由机器视觉系统3、脉冲激光器5、光束传输系统A6、光束聚焦系统A7、控制系统A8组成，机器视觉系统3设有扫描头9，扫描头9用于采集进入激光清洗工作区和焊接工作区域的待焊金属薄板的图像信息，扫描头9通过光束聚焦系统A7、光束传输系统A6连接脉冲激光器5，用于将图像信息通过光束聚焦后传输给脉冲激光器5，机器视觉系统3通过控制系统A8连接脉冲激光器5，用于控制脉冲激光器5对进入激光清洗工作区的待焊金属薄板拼接的区域进行自动清洗处理。
激光焊接装置10由连续激光器11、光束传输系统B12、光束聚焦系统B13、控制系统B14、焊接头15组成，连续激光器11通过光束传输系统B12、光束聚焦系统B13连接焊接头15，连续激光器11通过控制系统B14连接机器视觉系统3，机器视觉系统3通过控制系统B14控制进入指定的激光焊接工作区域的待焊金属薄板进行焊接。
激光焊接装置10还包括保护气体瓶16及保护气体管道，所述的保护气体管道的出口设置在待焊金属板的焊缝处。
如图2所示，一种基于激光清洗前处理的激光焊接方法，具体实施步骤如下：
将两块待焊金属薄板用夹持及吸附装置2固定在传送带1上，根据清洗速度和焊接速度调整传送带速度，机器视觉系统3开始采集图像信息，当待焊金属板到达指定清洗工作区域，机器视觉系统3发出指令，激光清洗装置4自动开启，沿着传送带1运行的轨迹对待焊金属板拼接的区域进行清洗处理，清洗好的待焊金属板直接随传送带1继续向前，机器视觉系统3继续采集图像信息，当待焊金属板到达指定焊接工作区域，机器视觉系统3发出指令，激光焊接装置10自动开启，对对接金属板进行焊接，焊接过程中，保护气体由保护气体瓶16及保护气体管道提供。
在上述的基于激光清洗前处理的激光焊接方法中，待焊金属薄板传送速度为同时满足清洗速度和焊接速度，计算出的最佳传送速度。
在上述的基于激光清洗前处理的激光焊接方法中，待焊金属薄板传动到指定清洗位置区域，是由机器视觉系统3实时侦测工件在传输带1上的位移位置获得。
在上述的基于激光清洗前处理的激光焊接方法中，待焊金属薄板传动到指定焊接位置区域，是由机器视觉系统3实时侦测工件在传输带1上的位移位置获得。
在上述的基于激光清洗前处理的激光焊接方法中，激光焊接适用于直线拼焊的激光非穿透焊接。