本发明涉及激光焊接，特别是涉及了一种高速激光焊管线的在线旋切下料机构以及与之匹配的无屑旋切工艺。
背景技术：
1、汽车零部件行业在焊接管件时，通常会采用氩弧焊和激光焊接两种方式，与传统的氩弧焊相比，采用激光焊接可以获得高质量的接头强度和较大的深宽比，且焊接速度比较快。且由于激光焊接不需真空环境，因此通过透镜及光纤，可以实现远程控制与自动化生产。另外，激光焊接是通过将激光聚焦在焊点位置，单位面积内能产生极大的焊接热量，对于一些难焊材料如钛合金管等有较好的焊接效果，并能对不同性能材料施焊，且焊点较小，不会对焊缝周围材料造成辐射影响，使得激光焊接后的管件表面平整光滑，且具有较高的刚度，但激光焊接的成本比较高昂，所以一般应用在一些对强度、精度、以及表面平整度要求较高的管件加工上，例如钛合金管材的加工。
2、但在目前的工艺中，加工过程产生的废屑残留在管件表面后会极大影响管件的表面平整度。接下去，我们对整个激光焊接的工艺进行梳理，来排查废屑产生的原因。
3、传统的激光焊接工序，其步骤如专利号为cn201911144391.3的中国发明专利所示，包括：上料装置，用于输送钢带；钢带对焊装置，设置在上料装置下游，实现钢带对接；成型主机，设置在钢带对焊装置下游，使钢带加工成管状；焊接装置，设置在成型主机下游，对管材进行焊接；打磨装置，设置在焊接装置下游，对管材的焊道进行打磨；管材清洗装置，设置在打磨装置下游，对管材进行清洗；光亮固溶装置，设置在管材清洗装置下游，提升管材的韧性；定径机，设置在光亮固溶装置下游，对管材进行精确定径；抛光机，设置在定径机下游，对管材进行抛光；跟踪锯，设置在抛光机下游，将管材切断。
4、即上述生产线的工序为：s1：钢带上料；s2：钢带导向，使其避免起翘；s3：管材成型，使钢带呈管状；s4：进料导向，提升管材输送稳定性，保证焊接稳定；s5：管材定径，使得管材调圆固定尺寸；s6：打磨焊道，使得焊道打磨光滑；s7：管材清洗，将管材表面的脏污去除；s8：热处理固溶，提高管材的韧性；s9：管材冷却，降低管材温度；s10：管材整径，使管材更圆；s11：管材抛光；s12：管材切割。
5、在上述专利所公开的传统激光焊接工艺中，存在着不少问题：
6、问题一，在焊接之前对焊道进行的水洗处理，仍会使得在焊道中残留、水渍、油污、金属粉末等杂质，这些杂质会在激光焊接过程中在高温作用下分离出氢离子，即出现焊接“氢脆”现象，在焊道位置产生气孔，影响焊接后管件的强度，这就使得在下料切割的过程中，管件强度不够而产生废屑飞溅的状况，飞溅的废屑附着在管件表面凝固影响管件表面的平整度；
7、问题二，如果直接对管件焊道位置进行焊接，由于激光的焦点很窄且温度很高，使得管件内管壁和外管壁之间会产生较大的瞬时温差，而在焊接过程中，焊道两边会受到挤压力使得焊道两侧对向靠拢，这种瞬时温差使得内外管壁的强度不同，在相同挤压力作用下就会出现形变不同步，在焊道表面形成凸出的褶皱面，影响焊接质量的同时，在切割下料的工序中，凸出的褶皱面受力面积小且旁边没有其他管件位置的支撑，使得它们也会在切割过程中发生飞溅形成废屑；
8、问题三，由于在激光焊接过程中焊道位置激光温度集中且温升极快，使得焊接之后焊道位置的热量会快速通过热传导方式向空气和管件其他部分传输降温，使得焊道冷却较快，容易产生冷裂现象，发生冷裂现象后，焊缝位置的强度降低，且容易出现碎末，在切割过程中也很容易发生飞溅形成废屑；
9、问题四，目前传统的切割是采用锯切方式进行，效率降低，会拖慢整个生产线的生产时间，且锯片的锯齿在切割过程中会发生较大磨损，需要经常更换加大生产成本，同时磨损的锯齿在切割过程中切割力不足也会导致废屑的产生，由于激光焊接一般应用于表面平整度较高的管件如钛合金管件的加工，使得旋切刀具在光滑的管件表面很难找准切割定位，容易发生走偏，影响切割质量。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是针对传统工艺中存在的一系列问题而提供一种能大幅消除切割工序中产生的废屑的高速激光焊管线的在线旋切下料机构。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
3、一种高速激光焊管生产线的在线旋切下料机构，包括有安装架，在所述安装架上设置有匀速主轴和变速主轴，所述匀速主轴和变速主轴同心设置，所述变速主轴套设在所述匀速主轴的外部，所述匀速主轴始终匀速转动，所述变速主轴的最大转速要大于所述匀速主轴的转速，所述变速主轴的最小转速要小于所述匀速主轴的转速，在所述变速主轴上设置有固定座，在所述固定座上设置有转轴，在所述转轴上套设有三角刀架，所述三角刀架具有3个支点轴，顶部支点轴套设在所述转轴上，所述三角刀架的底部具有左支点轴和右支点轴，在所述左支点轴上固定着旋切刀具，在所述右支点轴上固定着车削刀具，在所述三角刀架的中心设置有支柱，所述支柱与所述匀速主轴相连，所述左支点轴和右支点轴对称设置在所述支柱的两侧，当变速主轴和匀速主轴之间形成有转速差时，所述车削刀具和所述旋切刀具能绕所述支柱做方向相反的摆动；
4、在所述匀速主轴的中心形成有中心孔，待切割的管件插接在所述中心孔中，所述车削刀具和所述旋切刀具环绕所述管件设置，先由车削刀具在管件表面切割出线槽，再由旋切刀具伸入线槽将管件切断。
5、作为本发明的改进，在所述安装架上设置有推进箱体，在所述推进箱体的前部形成有管件出口，在所述推进箱体的后部形成有管件入口，所述管件入口与所述管件出口均与所述中心孔同心设置，所述管件入口的孔径要大于所述中心孔的孔径，所述管件出口的孔径与所述中心孔的孔径相等，在所述管件出口的内壁上固定有卡环，所述卡环与所述管件出口的内壁之间形成有一圈卡槽，所述卡槽的槽底形成有楔形槽，所述推进箱体中设置有轴套，轴套套设在管件外部并夹持住管件，轴套能受驱由所述管件入口朝向所述管件出口移动，在所述轴套的前部形成有楔形块，所述楔形块能卡接在所述楔形槽中。
6、作为本发明的进一步改进，所述卡环由弹性材料制成，所述轴套的尺寸要大于所述卡槽的槽径，所述轴套能通过过盈配合卡入所述卡槽中，在所述卡环的内圈形成有向内凸出的压紧块，当所述轴套卡入所述卡槽中后，所述压紧块能抵靠在所述管件的外壁上。
7、作为本发明的优选，在所述安装架上还设置有匀速电机和变速电机，所述匀速电机和变速电机均为伺服电机，所述匀速电机通过同步带驱动所述匀速主轴转动，所述变速电机通过同步带驱动所述变速主轴转动。
8、作为本发明的进一步优选，在所述推进箱体后部设置有多个定位机构，用于确保管件与所述中心孔同心设置，所述定位机构环绕所述管件等间距设置，所述定位机构包括定位座、螺杆和压块，所述螺杆插接在定位座上，所述压块固定在所述螺杆的端部，在所述压块上形成有压紧轮，所述压紧轮能抵靠在所述管件的外壁上，且所述压紧轮能与管件的外壁之间相对滚动，在所述定位座上形成有刻度表。
9、作为本发明的具体技术方案，在所述固定座上还设置有刀具保护机构，所述刀具保护机构包括固定杆，所述固定杆通过销钉固定在三角刀架上，在所述固定杆上连接着调节杆，在所述调节杆上套设有弹簧，在所述三角刀架的中心设置有支柱，在所述支柱上套设有保护杆，所述保护杆一端套设在所述支柱上，另一端抵靠在所述管件表面，所述调节杆垂直支撑在所述保护杆的中段。
10、作为本发明的进一步改进，所述刀具保护机构还包括有第一防撞块和第二防撞块，所述第一防撞块固定在所述变速主轴上，所述第二防撞块固定在所述匀速主轴上，当匀速主轴和变速主轴之间的转速差超过额定最大值时，第一防撞块和第二防撞块能发生碰撞。
11、本发明还公开了一种高速激光焊管线的无屑下料工艺，包括有如下步骤：
12、1）、加热清洗工序，是用大功率激光进行加热清洗，即采用相对大功率的激光对焊道位置材料面上的水渍、油污、金属粉末、杂质等利用激光产生的几百度的高温进行燃烧“清洗”，然后利用气枪喷出惰性保护气体将材料面吹干净；
13、2）、预热工序，利用高功率激光照射焊道位置，使其接近焊接温度，同时能进一步提升焊接位置表面的清洁度，保证焊道无气孔等缺陷；
14、3）、焊接工序，采用高功率激光对焊道位置进行照射，使得焊道位置的管件发生熔融，同时焊道两侧采用压力机进行对向挤压，使得焊道两侧在熔融状态下结合在一起；
15、4）、保温工序，保温是因激光高速焊接时，由于焊道位置激光温度集中且温升极快，使得焊接之后焊道位置的热量会快速通过热传导方式向空气和管件其他部分传输降温，使得焊道冷却较快，容易产生冷裂现象，故增加一个保温工序，在焊接后对焊道进行二次升温，同时利用加热机构提升管件其他位置的温度，避免快速的热传导导致焊道位置冷却速度过快，导致冷裂现象的发生；
16、5）、焊道挤压整平，激光焊接的过程是一个熔焊的过程，焊道两侧会施加对向压力使得它们相互靠拢，在这一过程中，焊道表面会出现高于管面的成形小微焊峰，用耐高温硬质合金挤压在焊道高温位置，在焊道未冷却的状态下挤压平整焊道表面，此时焊道仍处于半固态，不会对耐高温硬质合金产生较大的阻力，可以轻松挤压平整。
17、6）、无屑旋切下料，将焊接后的管件输送到推进箱体中，并利用压紧块将管件卡紧在匀速主轴的中心孔中，此时管件在保温工序后还有余热，先使得变速主轴的转速低于匀速主轴的转速，利用车削刀具在管件外壁上切割出一圈线槽，随后提升变速主轴的转速，使得变速主轴的转速大于匀速主轴的转速，利用旋切刀具伸入线槽中对管件进行切断。
18、作为上述工艺的改进，激光焊接工序产生的激光温度要大于激光预热工序的激光温度，激光预热工序产生的激光温度要大于激光保温工序的激光温度，激光保温工序产生的激光温度要大于加热清洗工序的激光温度。
19、作为上述工艺的进一步改进，所述耐高温硬质合金形成有尖端，所述车削刀具的刀刃呈现为三角锥形。
20、与现有技术相比，本发明的优点在于：
21、1、通过激光高温清洗，一方面可以极大消除水汽引发的焊接“氢脆”现象，防止在焊道中形成气孔而降低焊接强度，另一方面可以防止金属粉末等杂质混入焊道中形成微小颗粒，这两方面都可以在切割工序中大幅消除飞溅废屑的产生，实现无屑切割的效果；
22、2、增加一个保温工序，在焊接后对焊道进行二次升温，同时利用加热机构提升管件其他位置的温度，避免快速的热传导导致焊道位置冷却速度过快，导致冷裂现象的发生，冷裂后产生的裂纹位置强度较低，在切割过程中也很容易产生飞溅的废屑，由于保温工序尽可能降低了冷裂现象的发生，也就减少了切割过程中废屑产生的量；
23、3、用耐高温硬质合金挤压在焊道高温位置，在焊道未冷却的状态下挤压平整焊道表面，此时焊道仍处于半固态，不会对耐高温硬质合金产生较大的阻力，可以轻松挤压平整，减少微小焊峰在切割过程中形成废屑的量；
24、4、先是环绕管件车削切割一定的深度，然后再利用旋切刀具进入切割线进行无屑旋切，整个过程不停机，可以直接在线完成，车削过程和旋切的过程可以利用两台伺服电机的转速差来调节切换，方便快捷，控制精确，且由于减少了旋切量并由线槽对切割方向引导，也大幅减少了废屑的产生量。