快速冷却的目的，必须使水流通道内具有较大的水流量，整个水流内径最小处大于16_，在本实施例中，水流内径最小处为18mm，相邻平行水流通道之间的间距为50mm。
[0043]本实施例中，工作台20包括支撑台21以及位于支撑台21底部的底板22。底板22的两端分别由支撑台21的两端延伸出来。散热底板50及换热板10置于支撑台21上，而用于驱动两压梁60的液压缸80则置于底板22的两延伸端上，形成一体，保证压紧的可靠性。
[0044]参照图5，本发明实施例还提供了一种利用上述装置进行换热板激光叠焊方法，其包括以下步骤:
[0045]S1、装夹步骤:将两换热板10叠置后置于工作台20上，调整激光焊接头30、两压梁60、两压轮70以及气体保护装置40与两换热板10的相对位置，分别启动两压梁60、两压轮70将两换热板10压紧固定。
[0046]需要说明的是，装夹前还包括将两换热板10表面清洁的步骤。清洁完成后将两换热板10叠放并标记出焊接起点位置11，标记焊接起点位置11，是为了后序焊接轨迹进行编程时能有定位基准。如图6所示，为了便于后序焊接轨迹的编程，焊接起点位置11标记于与焊接轨迹图形相对应的边缘角点处。
[0047]具体地，装夹时，将叠放好的两换热板10放置于散热底板50上，调整好换热板10边缘与焊接头焊接对的运动坐标系X轴和Y轴相平行。本实施例中，换热板10为长方形板，且外部送料装置方向为X轴方向，边缘与坐标系X轴和Y轴平行便于焊接轨迹编程。在X轴方向调整好换热板10前后位置后，将标记好的焊接起点位置11置于两压梁60之间一适当的位置并将压梁60压下。本实施例中，焊接起点位置11距离后侧压梁60为30mm，这样可避免安装于激光焊接头30下方的保护气体装置与压梁60发生干涉。开启激光焊接头30上的指示红光，并移动激光焊接头30至焊接起点位置11，指示红光对准标记好的焊接起点位置11，并将激光焊接头30下降至预定焊接高度。开启压轮70，将换热板10焊接位置压紧。同时调节保护气体装置在激光焊接头30下方上下移动，使环形罩体41下端与换热板10表面之间距离为1mm0
[0048]S2、焊接轨迹编程步骤:将两换热板10沿X轴方向通过CAM软件按设定参数划分为若干区域，并设置跳跃式焊接程序，将各区域内的若干条焊缝对奇数位依次进行焊接，然后再对偶数位依次进行焊接；或者，先对偶数位依次进行焊接，再对奇数位依次进行焊接，并设定外部推送装置(图中未示出)在完在一个区域焊接后将下一区域送至焊接位置；
[0049]具体地，轨迹编程用于设定装置各部分的预定动作。由于换热板10在长度方向上幅面较大，在压梁60区域内无法一次完成焊接，需对整个幅面进行分区并逐一焊接。参照图6所示，将两换热板10通过CAM软件按设定参数划分为Dl至Dn多个区域，各焊接区域的宽度基本相同，各焊接区域的宽度须小于两压梁60之间的距离，同时还要避免气体保护装置40与压梁60干涉。本实施例中，各焊接区域约为130_。在各个区域的焊接中，还需将“跳跃”式焊接动作编写至程序中。这样，在焊接各区域的若干条焊缝时，可先对奇数位焊缝依次进行焊接，然后再对偶数位焊缝依次进行焊接。或者，也可以先对偶数位焊缝依次进行焊接，再对奇数位焊缝依次进行焊接。一个区域焊接完成后，外部推送装置(图中未示出)按对应的设置距离将下一区域推送至两压梁60之间的焊接区。
[0050]本实施例中，通过“跳跃”式的分形焊接方式，可有效减小各区域焊接过程中产生的变形，进一步提高焊接过程的稳定性。在焊接过程中，换热板10某一位置在一定时间内热输入越大则局部变形越大，而采用“跳越”式的焊接，长线条焊缝打断成多条小线断焊接，各小线段焊缝头尾相连后形成完整的长焊缝，有效避免换热板10局部温度过高产生过大的变形。
[0051]S3、焊接工艺参数设置步骤:焊接工艺参数包括激光功率、焊接速度、保护气体流量、激光焦点高度、激光波长以及激光焊接头30内光学器件中镜片焦距及光纤芯径。
[0052]具体地，所述激光功率为3000W、焊接速度为2m/min、保护气体流量为601/min、激光焦点高度为5mm、激光波长为1070nm、镜片焦距为200mm、光纤芯径为150 μm。通过上述参数设置，能使换热板10焊接的激光束光斑大小正合适。
[0053]S4、焊接步骤:启动激光焊接头30进行焊接。
[0054]综上，采用本实施例中提供的装置及方法对换热板10进行激光叠焊，具有以下有益效果:
[0055]一、压梁60采用液压缸80加力，压力大，压紧后可充分保证两换热板10之间无间隙，且位于下方的换热板10与散热底板50表面紧密帖合。
[0056]二、散热底板50采用铜板制造，且内设水冷装置51，可快速带走焊接过程中产生的热量，减少换热板10变形。
[0057]三、具有压轮70，压轮70位于激光焊接头30两侧位置，在焊接过程中随激光焊接头30在Y轴方向移动，可对焊接熔池位置进行压紧，避免换热板10焊接过程中的鼓起变形影响焊接质量。
[0058]四、气体保护装置40进行焊接吹气保护，吹气保护无方向性选择，可对高温焊缝进行延时保护，焊缝无氧化或无明显氧化，焊缝成形光滑。
[0059]五、本实施例的焊接方法中，通过光学配置选择，找到适合换热板10焊接的激光束光斑大小。
[0060]五、通过对工艺参数的优化，使焊缝强度得到保证；通过焊接顺序的优化，可进一步减小换热板10的焊接变形。
[0061]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种换热板激光叠焊装置，包括用于叠置待焊接两换热板的工作台、设于所述工作台上方且可沿Y轴及Z轴方向移动的激光焊接头以及气体保护装置，其特征在于:还包括散热底板、两平行设置的压梁以及两压轮，所述散热底板置于所述工作台上且位于所述两换热板下方，所述散热底板上设有水冷装置，所述两压梁沿Y轴间隔设置且可于Z轴方向上移动用于压紧/松开所述两换热板，所述两压轮分别设于所述激光焊接头两侧且可压紧于所述两换热板上，所述两压轮压紧位置位于所述两压梁之间，焊接时所述两压轮与所述激光焊接头在Y轴方向上同步移动。
2.如权利要求1所述的换热板激光叠焊装置，其特征在于:所述散热底板为铜板，所述水冷装置包括设于所述铜板内的若干平行水流通道、将相邻水流通道的端口连通的水管以及向所述平行水流通道供水的外部供水系统。
3.如权利要求2所述的换热板激光叠焊装置，其特征在于:相邻所述平行水流通道之间的间距为dl，且50mm < dl < 100mm。
4.如权利要求1所述的换热板激光叠焊装置，其特征在于:各所述压梁的两端头分别与一垂直设置的液压缸连接，各所述液压缸分别固定于所述工作台上，两所述压梁位于同一侧的两端头通过连接板固定连接。
5.如权利要求1所述的换热板激光叠焊装置，其特征在于:各所述压轮均包括两辊轴以及包覆于所述两辊轴上的辊面。
6.如权利要求5所述的换热板激光叠焊装置，其特征在于:所述辊面的宽度小于所述两压梁之间的间距。
7.如权利要求1至6中任一项所述的换热板激光叠焊装置，其特征在于:所述气体保护装置包括环形罩体，所述环形罩体的中心轴线与所述激光焊接头发出的激光束同轴。
8.一种利用如权利要求1至7中所述装置进行换热板激光叠焊方法，其特征在于:包括以下步骤: 装夹步骤:将两换热板叠置后置于所述工作台上，调整所述激光焊接头、两压梁、所述两压轮以及所述气体保护装置与所述两换热板的相对位置，分别启动所述两压梁、两压轮将所述两换热板压紧固定； 焊接轨迹编程步骤:将所述两换热板沿焊接方向上通过CAM软件按设定参数划分为若干区域，并设置跳跃式焊接程序，将各区域内的若干条焊缝对奇数位依次进行焊接，然后再对偶数位依次进行焊接；或者，先对偶数位依次进行焊接，再对奇数位依次进行焊接，并设定外部推送装置在完在一个区域焊接后将下一区域送至焊接位置； 焊接工艺参数设置步骤:焊接工艺参数包括激光功率、焊接速度、保护气体流量、激光焦点高度、激光波长以及所述激光焊接头内光学器件中镜片焦距及光纤芯径； 焊接步骤:启动所述激光焊接头进行焊接。
9.如权利要求8所述的换热板激光叠焊方法，其特征在于:所述装夹步骤中，所述气体保护装置底部距离上方的换热板高度为10mm。
10.如权利要求8所述的换热板激光叠焊方法，其特征在于:所述焊接工艺参数设置步骤中，所述激光功率为3000W、焊接速度为2m/min、保护气体流量为601/min、激光焦点高度为5mm、激光波长为1070nm、镜片焦距为200mm、光纤芯径为150 μ m。
【专利摘要】本发明涉及激光焊接技术领域，提供一种换热板激光叠焊装置及方法,所述叠焊装置，包括工作台、激光焊接头以及气体保护装置，还包括散热底板、两平行设置的压梁以及两压轮，散热底板上设有水冷装置，两压梁沿Y轴间隔设置且可用于压紧/松开两换热板，两压轮分别设于激光焊接头两侧且压紧于两换热板上，两压轮压紧位置位于两压梁之间，焊接时两压轮与所述激光焊接头在Y轴方向上同步移动。本发明中，通过两压梁及两压轮的配合，能充分保证两换热板之间无间隙，且能使位于下方的换热板与散热底板更好贴合，避免在焊接过程中鼓起变形而影响焊接质量；同时，散热底板上的水冷装置能快速带走焊接过程中产生的热量，减少换热板的变形。
【IPC分类】B23K37-04, B23K26-21, B23K26-70
【公开号】CN104816092
【申请号】CN201510257912
【发明人】邓时累, 潘佐梅, 刘斌, 毛大英, 李航, 陈根余, 陈燚, 高云峰
【申请人】大族激光科技产业集团股份有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月19日