CN106181041A - 激光电弧复合焊接装置及具有其的管道焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光电弧复合焊接装置及具有其的管道焊接装置，激光电弧复合焊接装置包括：固定连接部(10)；激光焊接部，激光焊接部安装在固定连接部(10)上，激光焊接部用于产生激光束(21)；电弧焊接部，电弧焊接部安装在固定连接部(10)上并位于激光焊接部的一侧；用于防止电弧焊接部产生的焊渣飞溅的止挡部(40)，止挡部(40)安装在固定连接部(10)上并设置在激光焊接部和电弧焊接部之间，止挡部(40)上设有用于避让激光束(21)的避让孔(41)。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中焊渣飞溅对聚焦透镜造成不同程度的伤害的问题。

Description

激光电弧复合焊接装置及具有其的管道焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种激光电弧复合焊接装置及具有其的管道焊接装置。

背景技术

目前，管道全位置焊接是管道建设的关键环节，其速度和质量决定了工程的进度和质量。现有技术中的管道全位置自动焊技术及设备，因受焊接速度及单层焊接厚度的制约，已难再度提高焊接效率。在此情景下，管道全位置激光电弧复合焊技术应运而生，为急难中的高钢级、大口径、大壁厚管道工程建设带来了希望的曙光。管道激光电弧复合焊接技术，将电弧焊的桥接能力强与激光焊的焊接速度快、熔深大等优点融为一体，摒除了传统电弧焊技术无法依靠提高焊接功率获得更大熔深和更高焊接速度及纯激光焊用于管线钢焊接时的苛刻要求、焊缝的冲击韧性差等缺陷，能很好地解决现有管道焊接施工中的难题。

然而，激光电弧复合焊焊接过程中的焊渣飞溅对激光焊枪中的聚焦透镜造成不同程度的伤害，轻则污染镜面，导致激光束聚焦不佳，而且清洗镜面浪费工时；重则灼伤镜面，导致镜片报废，继而增加施工成本、延误工程工期。同时，焊接过程中为防止聚焦透镜过热用的冷却气体会影响到熔池导致焊缝中产生气孔。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种激光电弧复合焊接装置及具有其的管道焊接装置，以解决现有技术中焊渣飞溅对聚焦透镜造成不同程度的伤害的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种激光电弧复合焊接装置，包括：固定连接部；激光焊接部，激光焊接部安装在固定连接部上，激光焊接部用于产生激光束；电弧焊接部，电弧焊接部安装在固定连接部上并位于激光焊接部的一侧；用于防止电弧焊接部产生的焊渣飞溅的止挡部，止挡部安装在固定连接部上并设置在激光焊接部和电弧焊接部之间，止挡部上设有用于避让激光束的避让孔。

进一步地，止挡部包括第一止挡部，第一止挡部垂直于未经过激光焊接部的聚焦透镜的激光束的方向，避让孔设置在第一止挡部上。

进一步地，止挡部还包括第二止挡部，第二止挡部与第一止挡部之间具有夹角，第二止挡部安装在固定连接部上。

进一步地，止挡部还包括连接部，连接部设置在第二止挡部的一侧，连接部安装在固定连接部上。

进一步地，连接部可拆卸地安装固定连接部上。

进一步地，第二止挡部垂直于第一止挡部。

进一步地，避让孔为圆孔。

进一步地，连接部上设有多个安装孔。

进一步地，多个安装孔沿平行于未经过激光焊接部的聚焦透镜的激光束的方向依次设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种管道焊接装置，包括激光电弧复合焊接装置和焊接车，激光电弧复合焊接装置设置在焊接车上，焊接车设置在待焊接管道上，激光电弧复合焊接装置为上述的激光电弧复合焊接装置。

应用本发明的技术方案，通过在激光焊接部和电弧焊接部之间设置止挡部，使用上述激光电弧复合焊接装置焊接时，焊接过程中产生的焊渣飞溅被止挡部阻挡、吸附，可实时地保护激光焊接部中的聚焦透镜免受焊渣飞溅的伤害，同时，聚焦透镜的冷却气体也被止挡部阻挡，有效地避免了熔池受冷却气体影响而导致焊缝中产生气孔的现象发生，从而保证聚焦透镜的光洁、聚焦效果及焊接质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的激光电弧复合焊接装置的实施例的立体结构示意图；

图2示出了图1的激光电弧复合焊接装置的止挡部的立体结构示意图；

图3示出了图1的激光电弧复合焊接装置的激光束聚焦的结构示意图；以及

图4示出了根据本发明的管道焊接装置的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、固定连接部；21、激光束；22、聚焦透镜；23、激光器；24、激光焊枪；31、电弧焊枪；32、电弧焊机；40、止挡部；41、避让孔；42、第一止挡部；43、第二止挡部；44、连接部；441、安装孔；50、螺钉；60、焊接车；70、待焊接管道；71、焊缝；72、导向轨道；80、焊接控制系统。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图3所示，本实施例的激光电弧复合焊接装置包括：固定连接部10、激光焊接部、电弧焊接部以及止挡部40，激光焊接部安装在固定连接部10上，激光焊接部用于产生激光束21，电弧焊接部安装在固定连接部10上并位于激光焊接部的一侧，止挡部用于防止电弧焊接部产生的焊渣飞溅，止挡部40安装在固定连接部10上并设置在激光焊接部和电弧焊接部之间，止挡部40上设有用于避让激光束21的避让孔41。

应用本实施例的激光电弧复合焊接装置，通过在激光焊接部和电弧焊接部之间设置止挡部40，使用上述激光电弧复合焊接装置焊接时，焊接过程中产生的焊渣飞溅被止挡部40阻挡、吸附，可实时地保护激光焊接部中的聚焦透镜22免受焊渣飞溅的伤害，同时，聚焦透镜22的冷却气体也被止挡部40阻挡，有效地避免了熔池受冷却气体影响而导致焊缝中产生气孔的现象发生，从而保证聚焦透镜22的光洁、聚焦效果及焊接质量。

如图2所示，在本实施例中，止挡部40包括第一止挡部42，第一止挡部42垂直于未经过激光焊接部的聚焦透镜22的激光束21的方向，避让孔41设置在第一止挡部42上。这样结构简单，安装和拆卸方便，有效地降低操作人员的劳动强度。

在本实施例中，止挡部40还包括第二止挡部43，第二止挡部43与第一止挡部42之间具有夹角，第二止挡部43安装在固定连接部10上。这样通过第二止挡部43将止挡部40安装在固定连接部10上，这样可以方便在在现有技术中的激光电弧复合焊接装置上直接安装止挡部40，安装和拆卸十分方便，降低操作人员的劳动强度。优选地，第二止挡部43垂直于第一止挡部42。这样结构简单，制造加工方便，降低制造成本。

为了进一步方便安装和拆卸止挡部40，在本实施例中，止挡部40还包括连接部44，连接部44设置在第二止挡部43的一侧，连接部44安装在固定连接部10上。优选地，连接部44垂直于第二止挡部43和第一止挡部42，连接部44与第一止挡部42之间具有距离。更优选地，连接部44和第一止挡部42连接在第二止挡部43的同一侧。当然，也可以将连接部44设置在第一止挡部42的一侧。

在本实施例中，连接部44可拆卸地安装固定连接部10上。这样可以方便安装和拆卸止挡部40，降低操作人员的饿劳动强度。优选地，连接部44通过螺栓或螺钉50连接在固定连接部10上。螺钉50或螺栓的结构简单，成本低廉，使用方便，安装和拆卸十分方便。

如图3所示，在本实施例中，避让孔41为圆孔。结构简单，加工方便，降低制造成本。圆孔用于经聚焦透镜22聚焦后的激光束21顺利通过，然后聚焦与待焊接工件的表面上，圆孔的直径D由聚焦透镜22的焦距、激光束21的宽度k及第一止挡部42至待焊接工件的距离d综合确定。具体由k/f＝D/d得出：D＝kd/f。

在本实施例中，连接部44上设有多个安装孔441。螺钉50或螺栓穿过安装孔441固定在固定连接部10上，这样通过多个螺栓或螺钉50可以将止挡部40牢固地固定在固定连接部10上，结构更稳固。优选地，安装孔441为螺纹孔。螺钉50通过螺纹孔可实现止挡片与固定连扳的连接，进而实现与激光焊接部的激光焊枪24、电弧焊接部的电弧焊枪31的连接。

在本实施例中，固定连接部10为固定连接板。板状结构简单，制造简便，成本低廉，安装和拆卸方便。

在本实施例中，多个安装孔441沿平行于未经过激光焊接部的聚焦透镜22的激光束21的方向依次设置。这样方便加工，制造简便，降低制造成本。这样可以根据具体工作要求进行上下距离的调整。

如图4所示，在本实施例中，激光焊接部包括激光器23和激光焊枪24，激光焊枪24具有聚焦透镜22，激光器23与激光焊枪24连接。电弧焊接部包括电弧焊枪31和电弧焊机32，电弧焊枪31和电弧焊机32连接，止挡部40设置在激光焊枪24和电弧焊枪31之间。激光电弧复合焊接装置还包括焊接控制系统80，焊接控制系统80与激光器23、电弧焊机32均连接。通过焊接控制系统80控制激光器23和电弧焊机32对待焊接工件进行焊接。在本实施例中，避让孔41正好位于激光焊枪24的正下方。

优选地，止挡部40为止挡片，止挡片的结构简单，加工方便，安装简便，成本低廉。止挡片由具有耐热且具有一定强度的金属材料折弯而成。更优选地，止挡片呈角钢形。止挡片的各项尺寸参数由激光焊枪24的尺寸、激光焊枪24的中心与固定连接板的距离、激光电弧复合焊炬的空间尺寸、聚焦透镜22的焦距、止挡片的底部与待焊接工件之间的距离等参数综合考虑后取得。

如图4所示，本申请还提供了一种管道焊接装置，根据本申请的管道焊接装置的实施例包括激光电弧复合焊接装置和焊接车60，激光电弧复合焊接装置设置在焊接车60上，焊接车60设置在待焊接管道70上，激光电弧复合焊接装置为上述的激光电弧复合焊接装置。通过在激光焊接部和电弧焊接部之间设置止挡部40，使用上述激光电弧复合焊接装置焊接时，焊接过程中产生的焊渣飞溅被止挡部40阻挡、吸附，可实时地保护激光焊接部中的聚焦透镜22免受焊渣飞溅的伤害，同时，聚焦透镜22的冷却气体也被止挡部40阻挡，有效地避免了熔池受冷却气体影响而导致焊缝中产生气孔的现象发生，从而保证聚焦透镜22的光洁、聚焦效果及焊接质量。

在本实施例中，激光电弧复合焊接装置通过焊接车60安装在待焊接管道70上的导向轨道72上。激光电弧复合焊接装置的焊接控制系统80与焊接车60连接，通过焊接控制系统80控制激光器23、电弧焊机32以及焊接车60对待焊接管道70进行焊接。

在本实施例中，激光焊枪24和电弧焊枪31安装在固定连接板上，固定连接板安装在焊接车60上，实现复合焊炬与焊接车60的连接，焊接车60装卡于固定在待焊接管道70外周面上的导向轨道72上。

待一起准备完毕后，通上电源，开启焊接控制系统80，控制焊接控制系统80控制激光器23、电弧焊机32以及焊接车60对待焊接管道70上的焊缝71进行焊接，实现对焊缝的焊接。在焊接过程中，止挡部40阻挡和吸附焊接过程中产生的焊渣飞溅物，同时也阻挡了聚焦透镜22的冷却气体，使熔池免受冷却气体的影响而不产生气孔。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本实施例的激光电弧复合焊接装置用于激光电弧复合焊接时防止焊渣飞溅物伤害激光焊枪中的聚焦透镜及保护熔池不受聚焦透镜冷却气体的影响，从而保证焊接质量，这样能有效解决焊接过程中焊渣飞溅伤害聚焦透镜及冷却气体影响熔池导致焊缝产生气孔的问题，进而保证激光束聚焦效果及焊接质量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光电弧复合焊接装置，其特征在于，包括：

固定连接部(10)；

激光焊接部，所述激光焊接部安装在所述固定连接部(10)上，所述激光焊接部用于产生激光束(21)；

电弧焊接部，所述电弧焊接部安装在所述固定连接部(10)上并位于所述激光焊接部的一侧；

用于防止所述电弧焊接部产生的焊渣飞溅的止挡部(40)，所述止挡部(40)安装在所述固定连接部(10)上并设置在所述激光焊接部和所述电弧焊接部之间，所述止挡部(40)上设有用于避让所述激光束(21)的避让孔(41)。

2.根据权利要求1所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于，所述止挡部(40)包括第一止挡部(42)，所述第一止挡部(42)垂直于未经过所述激光焊接部的聚焦透镜(22)的激光束(21)的方向，所述避让孔(41)设置在所述第一止挡部(42)上。

3.根据权利要求2所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于，所述止挡部(40)还包括第二止挡部(43)，所述第二止挡部(43)与所述第一止挡部(42)之间具有夹角，所述第二止挡部(43)安装在所述固定连接部(10)上。

4.根据权利要求3所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于，所述止挡部(40)还包括连接部(44)，所述连接部(44)设置在所述第二止挡部(43)的一侧，所述连接部(44)安装在所述固定连接部(10)上。

5.根据权利要求4所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于，所述连接部(44)可拆卸地安装所述固定连接部(10)上。

6.根据权利要求3所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于，所述第二止挡部(43)垂直于所述第一止挡部(42)。

7.根据权利要求1所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于，所述避让孔(41)为圆孔。

8.根据权利要求5所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于，所述连接部(44)上设有多个安装孔(441)。

9.根据权利要求8所述的激光电弧复合焊接装置，其特征在于，多个所述安装孔(441)沿平行于未经过所述激光焊接部的聚焦透镜(22)的激光束(21)的方向依次设置。

10.一种管道焊接装置，包括激光电弧复合焊接装置和焊接车(60)，所述激光电弧复合焊接装置设置在所述焊接车(60)上，所述焊接车(60)设置在待焊接管道(70)上，其特征在于，所述激光电弧复合焊接装置为权利要求1至9中任一项所述的激光电弧复合焊接装置。